국방무인 로봇시험평가적용방안 사단법인한국방위사업연구원
제출문 육군시험평가단장귀하 본보고서를육군시험평가단에서의뢰한 국방무인로봇시험평 가적용방안연구 의최종연구보고서로제출합니다. 2017. 3. 한국방위사업연구원장 연구책임 : 문승빈연구참여 : 이원승이순기최치원 연구보조 : 이윤아
차 례 I. 서론 1. 연구배경및목적... 1 2. 연구범위및수행방법... 2 Ⅱ. 주요외국군및민간분야무인 로봇개발동향및시험평가실태 1. 개발동향... 3 가. 미국... 3 나. 독일... 15 다. 이스라엘... 19 라. 러시아... 25 마. 민간분야... 33 2. 시험평가실태... 46 가. 미국... 46 나. 독일... 64 다. 이스라엘... 74 라. 러시아... 80 마. 민간분야... 85 3. 시사점... 110
III. 한국군의국방무인 로봇시험평가실태분석 1. 국방무인 로봇개발동향... 117 가. 국방부개발동향... 118 나. 육군개발동향... 122 2. 시험평가수행체계... 127 가. 시험평가개념... 127 나. 시험평가목적및기능... 127 다. 시험평가수행절차... 129 라. 시험평가조직... 137 3. 국방무인 로봇전투실험및시험평가사례분석... 138 가. 무선네트워크기반의다목적견마로봇전투실험... 138 나. 경전투용다중로봇통합운용및제어기술개발시험평가... 144 4. 현실태분석... 154 가. 시험평가제도측면... 154 나. 시험평가인프라측면... 156 다. 관련법 규정측면... 158 라. 소결론... 160
Ⅳ. 국방무인 로봇시험평가발전방안 1. 시험평가제도보완... 161 가. 무인 로봇특성에부합되는시험평가항목및기준설정... 161 나. 무인 로봇특성을반영한시험평가기법적용... 165 다. 무인 로봇신속획득을위한시험평가절차개선... 168 라. 통합시험적용확대... 171 2. 시험평가인프라구축... 174 가. 시험평가조직보강... 174 나. 전문인력확보... 176 다. 시험평가능력배양... 178 라. 산 학 연협력체계구축... 179 마. 전문시험평가시설구축... 181 3. 관련법 규정제 개정... 187 가. 국방전력발전업무훈령개정... 187 나. 안전기준, 인증및품질보증기준등제정... 189 다. 관련법 ( 도로교통법등 ) 개정... 192 4. 소결론... 193
Ⅴ. 무인수색차량시험평가적용방안 1. 사업개요... 197 가. 운용개념... 197 나. 무인수색차량핵심기술... 199 다. 작전운용성능... 203 라. 운용요구서... 204 2. 시험평가항목선정... 207 가. 핵심기술수준분석... 208 나. 작전운용성능분석... 210 다. 운용요구능력분석... 210 라. 시험평가항목선정 ( 안 )... 211 3. 단계별시험평가세부항목및기준... 212 가. 탐색개발단계운용성확인... 212 나. 체계개발단계개발시험평가입회확인... 225 다. 체계개발단계운용시험평가... 236 Ⅵ. 결론... 243
참고문헌... 250 부 록 #1. 미육군의지상로봇시험절차서... 부 1 #2. 지능형로봇표준목록... 부 67 #3. 한국산업규격서비스로봇안전통칙... 부 76 #4. 한국산업규격서비스로봇안전지침... 부 85
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 Ⅰ. 서론 1. 연구배경및목적 현대전의효과적수행과관련하여다양한무인체계 (Unmanned System) 또는로봇 (Robot) 1) 에대한관심이증대되고있다. 비록윤리적인측면에서논의해야할여지가있으나, 이들을활용할경우인명손실을최소화시킬수있을뿐만아니라전투원의육체적한계를일거에해소할수있다는이점이있기때문이다. 얼마전까지이러한생각들은상상속에서만가능했지만, 현대과학기술의급속한발전으로인해점차적으로현실화되고있다. 이러한발전된과학기술의영향으로산업현장에서는벌써다수의무인기계나로봇들이인간을대체하고있다. 전장에서도이러한변화가곧이루어질것으로전망된다. 군사용무인 로봇은이러한변화의중심에있다고할수있다. 이에따라많은군사선진국들은지상무인체계 (UGS : Unmanned Ground System), 해양무인체계 (UMS : Unmanned Maritime System), 공중무인체계 (UAS : Unmanned Aerial System) 등과같은무인전투체계개발에노력을기울이고있다. 이중에서공중의경우무인화나로봇화의진전정도가빨라서무인정찰기는물론이고 프레디터 (Predator) 와같은무인공격기까지실전에서운용되고있는실정이다. 2) 해상은공중에비해활용도가확실하게부각되지않아지체되고있기는하지만, 이스라엘의프로텍터 (Protector) 와같은무인수상함이개발되어지속적으로개선되고있고잠수정의무인화도추진되고있다. 지상에서도무인 로봇은이미실용화되고있으며, 미군이아프가니스탄에서 팩봇 (Pacbot) 이라는로봇을사용하여좁고위험한동굴수색에활용한것은널리알려진사실이다. 국내에서도무인 로봇을활용한무인전투체계개발을적극추진하여 2006년부터다목적견마로봇의개발을시작으로현재는감시정찰용초견로봇과자율차량에대한개발을진행중에있다. 또한합동참모본부는 2016~2020합동군사 1) 무인체계와로봇은명확하게구분되지않은채사용되고있으나, 무인은현장에사람이없다는것만을강조한용어이고, 로봇은스스로판단및행동할수있는측면을강조한용어로서한단계더높은수준이라고할수있다. 2) 이외에도미국이개발하여사용하고있는무인항공기에는 RQ-2 Pioneer, RQ-4 Global Hawk, MQ-8 Fire Scout, MQ-9 Reaper, 다양한초소형정찰비행로봇등이있다. 1
국방정책연구 전력목표기획서에폭발물탐지 제거로봇과무인경전투차량을 2021년과 2023 년에전력화하는방안을확정하였고, 무인전투차량세트, 정찰용소형무인전투차량등 20종의무기체계도 2045년까지전력화할계획으로추진중에있다. 이와같이미래전장환경변화에따라군사용무인 로봇의활용성이증대됨에따라이에대한개발역시지속적으로증가하고있는추세이다. 따라서본연구에서는이러한개발추세를고려하여국방무인 로봇전력화시적용가능한시험평가에대한절차및기준을정립하여제시하였다. 2. 연구범위및수행방법 본연구는연구목적을달성하기위해연구범위를크게 3가지로선정하였다. 첫째는국내민간분야에서진행하고있는무인 로봇의성능시험실태와해외주요군사선진국들의국방무인 로봇의발전추세와더불어시험평가기법을조사하였고, 둘째는이를기초로한국군에서연구개발시적용할수있는시험평가수행절차를제시하고, 셋째는현재개발중인무인수색차량을사례로적용하여시험평가항목, 기준, 방법등을구체적으로설명하였다. 본연구는문헌조사, 국내및해외사례분석, 산 학 연관련기관방문, 군사및민간전문가의견수렴등의방법을통해수행하였다. 먼저문헌조사는국방정책서, 국방무인 로봇기술심포지움자료, 정기간행물, 시험평가관련연구논문등을참고로실시하였다. 국내사례분석을위해민간분야는로봇의성능시험을주관하는한국로봇산업진흥원과협력기관, 국방분야는 2005년 11월부터 2012년 12월까지민군겸용기술사업으로추진한 무선네트워크기반다목적견마로봇 의시험평가 ( 전투실험 ) 를추진한국방과학연구소를방문하여국방무인 로봇시험평가의발전방안을검토하였고, 해외사례는미국, 독일, 이스라엘, 러시아를방문하여무인 로봇의시험평가를견학하고수집한자료를활용하였다. 또한기타연구자료들은산 학 연관련기관을방문하여전문가들의의견수렴과자문을실시하여연구에반영하였다. 2
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 Ⅱ. 주요외국군및민간분야무인 로봇개발동향및시험평가실태 1. 개발동향 주요군사선진국의국방무인 로봇개발동향을역사적맥락에서체계적으로분석하기위해 2단계로구분하여, 1단계는국가별로개발한국방무인 로봇이 자국군에최초도입되는시기인 국방무인 로봇최초보급단계 로설정하고, 2 단 계는국방무인 로봇을확대보급은물론외국에수출하는시기인 국방무인 로봇확대보급단계 로설정하였다. 특히 2단계는이를세분화하여현재사용중인주요국방무인 로봇과현재개발중인주요국방무인 로봇으로구분하였다. 가. 미국 1960년대에 DARPA의예산지원하에산 학 연에서기초연구가시작되었고 1980년대부터시제품이개발되었다. 그러나본격적으로로봇에대한소요기획이이루어진것은 1989년에미의회의요구로합동로봇체계사업실 (RSJPO : Robotic Systems Joint Project Office) 이설립되면서부터이다. 특히 2000년에유인전투장비의 1/3을무인 로봇으로전환하는내용을골자로하는국방무인 로봇관련법률이발의되고, 2001년에 9 11테러직후아프칸전과이라크전이발발하면서미육군의해외파병부대부터무인 로봇이본격적으로도입되기시작하였다. 1) 국방무인 로봇최초도입단계가 ) 폭발물처리로봇 미어캣 (Meerkat) 3) < 그림 2-1> 미어캣 (Meerkat) 남아프리카에산재된지뢰지대개척용으로 Omnitech Robotics사에서개발하였다. 1997년 5월보스니아전과 1999년 8월코소보전에서지뢰탐지, 제거, 지뢰표지용으로사용되어장병들의희생을최소화하는데기여하였다. 3) http://www.omnitech.com( 검색일 : 2017. 2. 6) 3
국방정책연구 참고적으로 Omnitech Robotics사에서는미어캣에사용된원격조종키트를성능개량하여표준원격조종키트 ( 약 792kg) 를제작하였으며, 2016년말현재이런키트는 M9ACE 전투장갑도저, 험비차량, M60전차, M1전차, 그리고민간도저등에부착하여지뢰탐지용과제거용으로사용중이다. 나 ) 소형정찰로봇 마틸다 (MATILDA) 미국 Mesa Associates사 4) 에서제작된이로봇은미합참으로부터위임받아미육군교육사령부주관으로 1998년 1월부터 2000년 9월까지미육군보병학교도시지역작전훈련장, Camp Lejune에위치한미해병도시지역훈련장, 루이지애나주보병부대과학화훈련장 (JRTC) 의도시지역훈련장에서실시 된 도시지역작전전투실험 에참가한바있다. 이때첨단민간기술 32개종류가소개되고전투실험을통해검증을받았는데, 이때등장한 UAV는 포인터 였고, UGV는 마틸다 (MATILDA) 라는소형정찰로봇이었다. < 그림 2-2> 마틸다 (MATILDA) 5) 로봇형상 로봇휴대모습 원격조정장치 이로봇은건물내부 ( 계단 ) 나동굴안을기동하면서, 주 야간정보수집및정 찰, 장애물제거등의다목적임무수행을위해제작되었다. 길이는약 66cm, 4) Mesa Associates 사의이름은그후변경되어, 현재는 Mesa Robotics 라는상호를사용하고있다. 5) 미육군보병학교를방문하여직접촬영한자료이다. 4
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 폭은 51cm, 높이는 30cm, 무게는노트북크기의원격통제장치를포함하여총 27kg 이며동력원은배터리로 2 시간동안운용이가능하였다. 유효탑재량은 45kg 이고견인능력은 215kg 이었다. 다 ) 소형정찰로봇 팩봇 (PackBot) 6) 미국 irobot사에서시가지정찰과동굴수색용으로제작한이로봇은 2000년에전투실험이후 2001년 9월 9.11테러현장에투입되어희생자수색작업에참여한바있다. 그후 2002년 6월아프칸에투입되어동굴및벙커수색용으로운용되면서한해동안동굴 26개소와벙커 4개소를수색하였다. < 그림 2-3> 팩봇 (PackBot) 이로봇은길이 68cm, 폭은 40cm, 높이는 18cm, 무게는원격조종장치를포함하여총 27kg이며, 동력원은배터리로 2시간동안운용이가능하고, 수심 3m에서방수가가능하다. 이로봇은 2.2~3.7m/s 속도로적군이숨어있거나지뢰가매설돼있을지도모르는동굴안을수색하면서비디오를촬영하여기지로보낼수있으며, 넘어지면혼자일어서는기능과기지로부터약 1km 이격된곳에서운용되다가기지와연락이단절되면기지로복귀하는기능도구비되어있다. 기본정찰형에는광학카메라 2개, GPS, 조명장치, 내장 Sonar, 무선안테나 2개의장비가탑재되어있다. 6) 합동참모본부, 이라크전쟁종합분석, 2003.10, p.280. 5
국방정책연구 라 ) 소형정찰로봇 탈론 (TALON) 7) 미국 Foster-Miller사에서시가지정찰과동굴수색은물론, 급조폭발물 (IED) 탐지및폭발물처리 (EOD) 용으로제작한이로봇은 2000년에전투실험후 2001년 9월 9.11테러발생시현장에투입되어희생자수색작업에참여한바있다. 그후 2002년 2월아프칸에서탈레반과오사마빈라덴에대한탐색작전에투입되었으며, 이때미육군은이로봇을특수부대와동행시켜의심지역탐지및폭발물처리임무를수행토록하였다. < 그림 2-4> 탈론 (TALON) 이로봇은길이 86.4cm, 폭은 57.2cm, 높이는 1.3m 이며, 무게는로봇이 22kg, 원격조종장치는 15kg로총 37kg이고, 동력원은배터리로 1차전지는 2시간, 2 차전지인리튬전지로 4시간 30분동안운용이가능하다. 방수능력은 30m수심에서도운용이가능하다. 1.8m/s 속도로모래밭이나설상지역에서도운용이가능하며, 기지로부터최대 1.2km( 고출력안테나이용시 ) 이격된곳까지운용이가능하다. 탑재장비인카메라는전후 좌우총 7개를부착할수있으며 3개의적외선카메라와 2개의줌디지털카메라가포함되어있다. 적재하중은 45kg이며, 견인력은 90.7kg, 로봇팔의인장력은 45.3kg이다. 그리고물건을들어올릴수있는양력은팔의길이에따라 4.5 11kg까지가능하다. 2) 국방무인 로봇확대보급단계가 ) 미군이현재사용중인주요국방무인 로봇 1) 대형지뢰제거로봇 MV-4B 8) MV-4B 로봇은지뢰제거및개척용으로크로아티아의 DOK-ing Co 사에서개발한것을미육군이 21대를수입하여 2015년현재아프칸과이라크에 7) 미국보스톤에위치한 TALON 로봇을개발한회사를방문하여획득한자료를정리하였다. 참고로 1956 년에설립된 Foster-Miller 사는 2004 년에 QinetiQ North America 사에인수되었다. 8) http://www.dok-ing.hr( 검색일 : 2017. 2. 7) 6
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 서운용중에있으며, 2017년 1월현재 20여개국에 250여대가수출되었다. < 그림 2-5> MV-4B 이로봇은앞부분의지뢰제거장비를제외하고, 길이 5.3m, 폭 2m, 높이 1.4m이며중량은 5.7t이다. 원격조종되는이로봇은도리깨처럼생긴쇠사슬과해머들이회전하면서땅에묻힌대인지뢰를폭발시키는데, 대전차지뢰용제거롤러도부착되어있다. 2) 대형장애물돌파로봇 ABV 9) 이로봇은미군의의뢰로영국의 Pearson Engineering Ltd사에서 MIAI 에이브럼즈전차섀시를사용하여상륙작전시장애물돌파용로봇 (ABV: Assault Breacher Vehicle) 으로개발되었다. 2011년말에미해병대에 34대가배치되었고, 2012년에추가로미해병대에 52대, 미육군에 182대가배치되었으며, 2013년에는한국에배치된미 2사단에도 6대가배치되었다. 이로봇은길이 8m, 폭 3.7m, 높이 2.4m이며중량은 63t이며, 지뢰개척쟁기및도저, 2기의 M58미클릭 (MICLIC), 연막발사기, 2개의위험표시마커, 레이저거리측정기, 무기설치대등의장비가탑재되어있다. < 그림 2-6> ABV 장애물돌파로봇 ( 左 ), 지뢰및장애물개척쟁기 ( 右 ) 9) http://en.wikipedia.org/wiki/assault_breacher_vehicle( 검색일 : 2015. 2. 21) 7
국방정책연구 3) 중형폭발물처리로봇 MK3 RONS 10) < 그림 2-7> MK3 RONS 이로봇은미국 Northrop Grumman 사예하 Remotec. Inc에서개발되어 2009년말까지 324대가미육 해 공군과해병대의 EOD부대에보급되어운용중이다. 이로봇은길이 91cm, 폭 74cm, 높이 1.5m이며중량은 318kg이다. 산탄총, 출입문개방도구, 물총, 핵 화학탐지센서등이탑재되어있다. 4) Qinetiq North America사의중 소형폭발물처리로봇 11) 미국보스톤에있는 Qinetiq North America사의직원은약 400여명이며, 그중에는예비역장군 1명과예비역영관장교 3명이있다. 이회사에서는다양한 EOD 로봇을개발하고있으며, 2016년 9월현재까지탈론 (Talon) 시리즈로봇 4,000여대, Dragon Runner 10모델과 Dragon Runne 20모델 900여대, Spartacus시리즈로봇 200여대를미육 해 공군과해병대의 EOD부대에납품하였다. 이로봇은현재도운용되고있으며, 일부는외국군에게도판매되었다. < 그림 2-8> 미국 Qinetiq North America사의 EOD 로봇 Dragon Runner 10 12) Dragon Runner 20 13) 10) http://investor.northropgrumman.com( 검색일 : 2016. 2. 5) 11) 2014년 9월 3일에 Qinetiq North America 사를방문하여획득한자료를정리하였다. 12) 길이 38cm, 폭 33cm, 높이 15.3cm, 중량 4.5kg이며, 2014년단가는 15만달러였다. 13) 길이 50.8cm, 폭 38cm, 높이 17.8cm, 중량 9.07kg 이며, 2014년단가는 21만달러였다. 8
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 Talon 14) Talon Hazmat 15) Spartacus UGV 16) 5) irobot 사의중 소형폭발물처리로봇 연구자가 2014 년 9 월에미국보스톤에있는 irobot 사를직접방문하 여관련요원들과인터뷰를하고획득한자료에의하면, 당시이회사의직원은 약 500 여명이었고, 직원중에는예비역장군 2 명과예비역영관장교가 6 명이있 었다. 이회사에서는아래와같이다양한 EOD 로봇을개발하고있으며, 2016 년 9 월현재 irobot 310 SUGV, 팩봇 (PackBot) 시리즈로봇 17), irobot 710 Kobra UGV 는모두 5,000 여대를미육 해 공군과해병대의 EOD 부대에납품하였다. 이 로봇대부분은현재도운용되고있으며일부는외국군에게도판매되었다. 14) 길이 60cm, 폭 57.2cm, 높이 43-100cm, 지체중량 52kg, 암리프트용량 9kg 인표준형과길이 63.5cm, 폭 57.2cm, 높이 43 218cm, 자체중량 52kg, 암리프트용량 22.7kg 인 Heavy Lift 형이있다. 2014 년단가는플랫폼만각각 15 만달러와 20 만달러에탑재장비는선택사양이었고, 한국군관련부대에일부보유하고있다. 15) Talon 의 Heavy Lift 형이며, 한국군관련부대에일부보유하고있다. 16) 2.3t 급과 5.7t 급 2 종류가있으며, 리프팅능력 (lifting capability) 은각각 0.681t 과 4,5t 이다. 주로재해재난용으로사용된다. 이로봇은실제 2011 년일본후쿠시마원전사고시탈론로봇과함께투입되어방사능을탐지하고, 방사능에오염된골재들을운반처리하였다. 이로봇의조종요원은 800m 까지이격하여원격조종이가능하다. 17) 팩봇 (PackBot) 시리즈로봇에는크게 2 개종류가있다. 하나는 PackBot 510' 으로폭발물들중에서불발탄, 전쟁재고폭발물, 급조폭발물, 일반가정에서만든폭발물탐지및제거용로봇이며, 다른하나는 PackBot 510 Hazmat 으로화생방 핵탑재폭발물탐지및제거용로봇이다. 9
국방정책연구 < 그림 2-9> 미국 irobot 사의 EOD 로봇 irobot 310 SUGV 18) PackBot 510 19) PackBot 510 Hazma 20) PackBot 710 Kobra 21) 18) 길이 76cm, 폭 44cm, 높이 23 90cm, 중량 13.2kg이며, Lifting Capacity는 6.6kg이다. 19) 길이 90cm, 폭 52cm, 높이 18 200cm, 중량 21kg이며, Lifting Capacity 는 13.6kg이다. 한국군관련부대에일부보유하고있다. 20) PackBot 510과사이즈는같으며, 용도는화 생 방 핵탑재폭발물탐지와제거용로봇으로, 한국군관련부대에일부보유하고있다. 21) 길이 108cm, 폭 77cm, 높이 235cm, 중량 227kg이며, Lifting Capacity 는 150kg이다. 10
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 6) 중형다목적로봇 MAARS 22) MAARS 로봇은 Foster-Miller사에서제작한다목적로봇인 Swords 의성능개량모델이다. Swords 로봇은 2003년부터쿠웨이트에있는스트라이커여단에서전투실험후사용자요구를반영하여 2006년미육군에 10대가인도되어이라크전에서 3대를운용하였으나, 탑재된총신이오작동을일으켜아무곳이나총구를겨냥하는일이발생하여 2008년에본토로소환되었다. MAARS 로봇은이라크에서 Swords 로봇 23) 을그동안운용해보고성능을개량하여 2008년에 2대가이라크에투입되었다. MAARS 로봇을이해하기위해서는 Swords 로봇을먼저이해하는것이필요하다생각되어간략히소개하겠다. < 그림 2-10> Swords 로봇 SWORDS에탑재할수있는무기체계는 M16 소총, M249 분대기관총 (5.56mm), M240 기관총 (7.62mm), M2 기관총 (Barrett.50cal), 40mm 총류탄및 M202-A1 대전차로켓발사기 (66mm) 등이다. 그리고이로봇은운용자가모니터를통해정확히조준해기계적으로사격을실시하기때문에정확성과치사성이대단히높다. 그래서 SWORDS는사람이결코모방할수없는효율성을갖고있으며, 저격수들의모토인일발필중 (one shot, one kill) 을그대로실천할수있는무기체계라할수있다. 참고로이로봇은 < 그림 2-11> 에서보는바와같이감시정찰능력이우수하다. 22) 2014년 9월에 Qinetiq North America 사를방문하여획득한자료를정리하였다. 23) SWORDS(Special Weapons Observation Reconnaissance-Detection System) 는특수무기체계및특수관측 정찰 탐지체계라는의미로해석할수있다. 11
국방정책연구 < 그림 2-11> Swords 로봇의 100m 전방감시정찰능력 <100m 에서실물사진 > <100m 에서 300 :1 Zoom> 이런우수한성능의 Swords 로봇을안정성과치사성면에서성능을보완한것 이바로 모듈화된첨단무장로봇체계 를의미하는 MAARS(Modular Advanced Armed Robotic System) 로봇 이다. 안정성을강화하기위해이로봇은고출력의사이렌과방송시스템, 최루탄이나연막탄, 눈을부시게하는녹색레이저섬광장치, Star Cluster를탑재하였고, 치사성을증대시키기위해 7.62mm기관총과 40mm유탄발사기를탑재하였다. 이로봇의중량은약 160kg이며로봇이스스로적을사격할수는없고전투원이버튼을눌러야사격이가능하며, 전투원이이로봇을통제할수있는거리는약 1km이다. 24) 2008년이라크에투입된이로봇의활약상에따라미육군에서소요량을재판단할계획이었으나, 유엔인권이사회의반대여론에의해 2016년말현재까지미육군에도입되지못하고있다. < 그림 2-12> MAARS 24) Star Cluster 의기능에대해 2009 년 11 월 10 일한국에서 Foster-Miller 사의로봇개발책임자인 Charles Dean 과그일행을만나서문의해본결과, 우리군에서사용하는수타식신호탄과같은기능이었다. 12
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 7) 소형투척용감시정찰로봇 Throwbot / Scout 25) 2개의로봇모두미네소타대학에서설계하여 Recon Robotics사에서제작하였다. Throwbot XT 모델의경우는 540g으로약 36m까지원격조종이가능하며, 운용시소음이거의없다. Recon Scout 로봇에는주간감시가가능한모델은 Recon Scout XL 과 Recon Scout CT 등이있고, 주 야간감시가가능한 Recon Scout IR 이있다. 공통적으로무게는 640g이며, 30m까지원격조종이가능하고, 약10cm 높이의계단을극복하며, 4.6m 높이에서떨어뜨려도작동이가능하다. 미육군은 2009년부터 Throwbot 30대, Recon Scout IR 로봇 150대를구입하였고, 이회사는 2013년말까지성능개량한투척용로봇 4,000여대를미육군과해병대, 경찰그리고외국군에판매하였다. < 그림 2-13> Throwbot( 좌 ), Recon Scout IR( 우 ) 나 ) 미군이현재개발중인주요국방무인 로봇지상로봇의경우는미지상군이실전에서필요한성능개량소요와신규개발소요를기획하였다. 특히사용자는적에게노출이안되도록로봇을자율주행으로운용할수있도록요구하자, DARPA에서는 2004 2007년에이기술을신속하고경제적으로개발하기위해상금을내걸고미국과전세계의대학, 연구소, 업체가참여하는 Grand Challenge와 Urban Challenge라는전투실험을실시하였다. 26) 25) http://www.reconrobotics.com( 검색일 : 2017. 2. 8) 26) Grand Challenge 는무인차량이각종장애물을회피하고목표지점까지도달하는실험으로, 2004 년과 2005 년에미국 Los Angeles 를출발하여 Las Vegas 까지약 230km 의도로와야지를주행하여군사목적으로활용할수있는기술과성능을실험하였다. Urban Challenge 는도시지역에서도로교통법을준수하면서보행자와다른차량들의이동에방해를주지않고목표지점까지자율주행능력을실험하였다.(http://en.wikipedia.org/wiki/Grand Challenge & Urban Challenge, 검색일 : 2017. 2. 8) 13
국방정책연구 이렇게지상로봇의핵심기술인자율주행기술을대학에서개발하자합동로봇체계사업실 (RSJPO) 에서는자신감을갖고이기술을지상로봇에활용할수있도록하고, 육군과해병대의소요를참고하여 2009년부터격년제로지상로봇로드맵을발간하였다. 이로드맵의대상기간은작성연도로부터향후 10년이다. 합동로봇체계사업실 (RSJPO) 에서 2011년에발간한지상로봇로드맵에는 2011년부터 2021년까지의성능개량소요와신규소요가모두반영되어있다. 27) < 그림 2-14> 미지상군의미래지상로봇소요 먼저성능개량소요에는로봇을정찰용은물론다목적용 ( 폭발물탐지와제거, 화생방탐지, 살상과비살상용등 ) 으로사용하고조종방식은원격조종과자율주 행이가능토록요구하고있다. 또한신규소요에는적에게노출을회피하기위 해기존장비 ( 전차, 장갑차, 험비 ) 의무인화, 무인지뢰탐지와개척차량, 나노기 술을이용한초소형생체모방나노로봇, 인명구조에필요한구난로봇, 보급품 수송과운반에필요한무인수송트럭, 견마로봇, 전투원후속로봇, 웨어러블 27) Robotic Systems Joint Project Office, Unmanned Ground Systems Roadmap(Washington DC: US Government Printing Office, July 2011), p.41. 그림내부의한글은연구자가제시하였다. 14
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 (wearable) 로봇등이반영되었으며, 이와함께자율주행기술과적의 GPS 교란 을차단하는기술등이반영되었다. 나. 독일 1) 국방무인 로봇최초보급단계독일은제2차세계대전초기에 50kg 폭탄을탑재한적전차와벙커파괴용로봇을프랑스와독일의민간차량업체에게개발의뢰하여 1942년부터 7,564 대를실전배치하였다. 이로봇은원격유선조종방식으로동력은개발초기에는배터리를이용한전기모터를사용하였으나, 속력을제대로내지못해이후에는가솔린엔진을사용하였다. 독일은이로봇을개발후 골리앗의궤도지뢰 (Goliath Tracked Mine) 라고호칭하였다. 28) 그러나이로봇은고가로소음이크고, 유선으로원격조종이되는관계로연합군이주위에포병공격을하거나보병들이유선을절단하면작동이불가능하여포로로많이잡혔다. 따라서제2차세계대전기간중에는큰성과를얻지못하여군에도입이제한되었다. 다만이로봇의영향으로제2차세계대전이후에선진국들은지상로봇기술개발에많은관심과노력을경주하게되었다. < 그림 2-15> 독일초기국방로봇 Goliath Tracked Mine 29) 28) 독일은초기에사용자의요구에의해국내는물론, 외국에서보유한첨단로봇기술을군 ( 軍 ) 에활용하였고, 정부 ( 국방부 ) 에서는이를군에서활용할수있도록예산을지원하며, 사용자인군의요구를충족하지못할경우에는획득을제한하는국방로봇정책을수립하였다. 29) http://en.wikipedia.org/wiki/goliath_tracked_mine( 검색일 : 2017. 2. 9) 15
국방정책연구 2) 국방무인 로봇확대보급단계독일은 1970년대까지는국방무인 로봇과같은첨단무기의개발을소홀히하였으나, 1980년대부터상비군감축계획과연계하여무인지상차량개발을추진하기시작했다. 특히 1990년통일이후부터는무인지상차량개발에박차를가하고있다. 그이유는상비군의감축에있었다. 통일이후 1994년까지상비군 85만명을 37만명으로감축하였다. 그중에서도육군은서독군 35만명 (18개사단 ) 과동독군 12만명 (8개사단 ) 을 25만명 (8개사단 ) 으로감축하였다. 30) 그러나이러한병력감축상황에도불구하고 NATO군의일원으로서해외파병소요는증가되었고, 이에따라전투원의희생은불가피하므로이를최소화하기위한가장바람직한대안으로무인지상차량개발이라고판단하게되었다. 그결과현재는무인지상차량기술분야에서세계를선도하고있다. 특히, 인지, 지능제어, 자율로봇차량, 인간인터페이스분야에서주목할만한능력을보유하고있다. 가 ) 독일군이현재사용중인주요국방무인 로봇 (1) 대형지뢰제거로봇 Rhino 31) Rhino 로봇은지뢰제거및개척용으로개발되었다. 1999년에코소보전이발발하자독일은나토국가들의독일통일지원에보답해야하는차원에서나토국의일원으로해외파병작전에참가를하였다. 이당시독일은코소보전에서나토군에참여한미국과영국, 프랑스군에서운용중인다양한기능의국방무인 로봇들의효과를확인하고, 첨단민간로봇기술을활용하여이로봇을개발하여독일군에게보급하였다. < 그림 2-16> Rhino 이로봇은독일 MAK사에서지뢰제거용으로 1998년에개발되었으며, 2000년 10월에한국육군에 1대 (27억원) 가인도되어경의선과동해선복구공사시에지뢰제거작업에투입된바있었다. 30) 하정렬, 한반도의평화통일전략, 박영사, 2004, pp.363 364. 31) https://www.gichd.org/fileadmin/gichd-resources/rec-documents/rhino_fs.pdf( 검색일 : 2017. 2. 10) 16
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 (2) 중형폭발물처리로봇 teodor 32) < 그림 2-17> teodor teodor 로봇은독일 Telerob사에서중형폭발물처리용으로개발하여 2008 년부터독일, 캐나다, 호주등에서사용중이며중량은 380kg이다. (3) 소형폭발물처리로봇 Telemax 33) 독일 Telerob사에서폭발물처리용으로개발하여 2008년부터독일군과캐나다군등에서사용중에있다. 한국군은 2010년에중소기업인독일 Telerob사를인수한독일대기업인 Cobham사로부터획득하여운용중에있다. < 그림 2-18> Telemax 이로봇은중량이 80kg이며 10kg의폭발물을들어올리고, 긴로봇팔을이용하여 2.4m 높이에있는폭발물운반과처리가가능하며, 50cm 높이의장애물극복이가능하다. (4) 소형화학및방사능탐지로봇 ASENDRO SCOUT 34) 독일 Robowatch사에서화학및방사능사고발생지역에화학및방사능탐지장비를탑재하고사고지역을실시간으로관찰하기위해개발하였다. 이로봇은자율주행과원격조종이가능하며, 길이 60cm, 폭 40cm, 높이 40cm 로총중량은 65kg( 임무탑재장비 20kg 포함 ) 이다. 동력은재충전배터리를사용하며운용시간은평균 4시간이다. 32) 2015 년 4 월 25 일에독일의 Telerob 사를방문하여획득한자료를요약정리하였다. 33) Bundeswehr, M-ELROB 2010(WTD 51 AF110-Koblenz, 2010), 2011. pp.114 115. 34) http://en.wikipedia.org/wiki/asendro scout( 검색일 : 2017. 2. 5) 17
국방정책연구 < 그림 2-19> ASENDRO SCOUT 임무탑재장비로는화학작용제탐지센서, 방사능탐지센서그리고상판로봇팔에는 350도회전칼라 열상카메라와거리측정센서가있고, 건물내 외부기동이가능하도록등판능력이 45도이며, 최대속도는 10km/h이다. 한국군은이로봇을 2006년에도입하였다. 한국의동양정공 ( 주 ) 은독일 Robowatch사와기술제휴로이로봇 2대를국내생산하여 2006년에국군화학방호사령부에납품하였으나, 독일 Robowatch사에서동양정공 ( 주 ) 에기술이전을거부하여더이상국내에서생산되지않았다. 나 ) 독일군이현재개발중인주요국방무인 로봇 (1) 대형다목적로봇 Wiesel 2 Digital 35) 독일 Rheinmetall 사에서지능형로봇사업의일환으로 1992년부터 2003년사이에독일군의주력장갑차인 Wiesel 2 Digital을무인 로봇으로개발하였다. < 그림 2-20> Wiesel 2 Digital 2008년독일육군보병학교에서개최된유럽지상로봇경연대회 ( 전투실험 ) 에참가하였다. 이후계속개발중인것으로알려졌으나, 아직까지전력화여부는확인되지않았다. (2) 중형다목적로봇 Robo Scout 36) 독일의 Base Ten Systems Electronics( 약칭 : Base 10) 사에서개발중 인다목적로봇시스템 (1 조 : 이동지휘소, 지상로봇 2 대 ) 으로, 로봇 1 조를호칭 시에는 Robo Scout 이라하고, 지상로봇만을호칭할때는 Gecko 라고한다. 35) http://www.army-guide.com/eng/product4096.html( 검색일 : 2017. 2. 13) 36) 2010 년 5 월 17 일부터 20 일까지독일육군보병학교에서수행된유럽지상로봇전투실험 (European Robot Trial) 현장을벤치마킹하고획득한자료를요약정리하였다. 18
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 < 그림 2-21> Robo Scout 길이 4.25m, 폭 2.32m, 높이 2.8m, 무게 3t, 최대속도 80km/h, 주행거리는 400km이다. 250kg의임무장비들을탑재할수있다. 감시정찰장비, 전자전장비 (SIGINT, Jammer), 레이저표적조사기, 고출력마이크로웨이브시스템, 지대지미사일등을탑재할계획이다. 이로봇은은밀하게감시정찰을수행할때에는 15kWh 리튬이온배터리를사용하고, 주행시는하이브리드 ( 디젤 / 전기 ) 엔진을사용한다. 2008년과 2010년에독일육군보병학교에서개최된유럽지상로봇경연대회 ( 전투실험 ) 에참가하였다. (3) 중형보급수송로봇 Trobot 37) 독일 Rheinmetall사에서다목적용 ( 정찰, 수송, 화생방탐지, 전투 ) 으로개발중인로봇으로원격조종과무인자율주행이가능하다. < 그림 2-22> Trobot 이로봇은길이 3.2m, 폭 1.64m, 높이 2.28m, 중량 1.64t, 탑재중량 680kg이고, 최대속도는 45km/h이다. 다. 이스라엘 1) 국방무인 로봇최초보급단계 38) 이스라엘 ODF Optronics Ltd사는건물이나동굴내부를정찰할수있는소형경량화된소형투척용감시정찰로봇 Eye Ball, Eye Drive 을개발하여, 37) 2010 년 5 월 17 일부터 20 일까지독일육군보병학교에서수행된유럽지상로봇전투실험 (European Robot Trial) 현장을벤치마킹하고획득한자료를요약정리하였다. 38) 2010 년 12 월 9 일부터 17 일까지이스라엘국방로봇업체인 ODF Optronics Ltd 사를방문하여 CEO 인 Josef Fishman 과관련직원들을대상으로인터뷰한자료를요약정리하였다. 19
국방정책연구 2009년 2월가자지구전투에서이를일부운용하였으며, 그결과여러명의병사들생명을구한바있다. 이로봇들은 2층높이에서떨어져도내부센서는이상없이작동되며, 목표지역에손으로투척하면영상과음향을운용자에게전송한다. Eye Ball은테니스공만한크기로중량은 580g이고 1.5 ~ 2.5시간운용이가능하며, 2개의주 야간감시센서가내장되어있다. 통상로봇 3대와기타장비로구성된다. Eye Drive는중량 3.5kg로 4개의주 야간감시센서가내장되어있다. 통상로봇 1 ~ 2대와기타장비로구성된다. 이로봇들은 2005년부터이스라엘군에보급하고있으며, 2006년부터 2010년까지는미육군과미경찰에 1만여대를판매하였다. 특히 2009년에는미국의대기업방산업체인노드롭그루먼사와공동판매 MOU를체결하였다. < 그림 2-23> Eye Ball, Eye Drive 로봇 Eye Ball Eye Drive 2) 국방무인 로봇확대보급단계가 ) 이스라엘군이현재사용중인주요국방무인 로봇 (1) 중형다목적로봇 Guardium 39) 이스라엘의 G-NIUS UGS LTD사 40) 에서국경선, 중요시설 ( 공항, 유류저장시설등 ) 경계순찰용으로개발되어, 2009년이스라엘군에인도되었다. 이로봇은다목적기능을수행할수있도록다양한임무장비들을탑재하여임무, 기상, 지형, 적상황등을고려하여선택적으로사용가능하다. 주요탑재장비들을소개하면, EO/IR카메라, ECM/ESM, 미사일접근경고시스템, 화생방 39) 2010 년 12 월 13 일에이스라엘국방로봇업체인 G-NIUS 사를방문하여 CEO 인 Yoav Hirsh Bar Gai 와인터뷰한결과와로봇운용현장을벤치마킹하고획득한자료를요약정리하였다. 40) G-NIUS UGS LTD 사는국제지상로봇시장에서경쟁력을강화를위해이스라엘의대형방산업체인 IAI 와 Elbit Systems 사가합작으로설립한벤처기업이다. 두회사는각각세계적으로유명한기업임에도국가이익과경쟁력을강화하기위해이렇게협력체계를구축한것은우리나라산 학 연에도시사하는바가크다. 20
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 탐지장비, RFID호출기, 적사격위치식별기, 스피커그리고소화기등이있다. 길이 2.82m, 폭 1.72m, 높이 2.2m, 중량은 800kg이다. 전진최고속도는 60km/h, 후진최고속도는 30km/h이고, 적재능력은 300kg, 견인능력은 500kg이다. < 그림 2-24> Guardium (2) 소형다목적로봇 VIPeR 41) 2007년 3월미육군협회 (AUSA) 심포지움에서처음소개하였다. 로봇의명칭은 다재다능하고총명한휴대용엘빝회사로봇 (VIPeR : Versatile, Intelligent, Portable elbit Robot) 이라는의미를지니고있으며, 전투시보병병력을지원하기위해국방부연구개발부의예산지원하에개발되었다. 특히도시건물지역, 동굴내부, 비교적평탄한지역에서성능이뛰어나고안정감있는기동이보장되도록 2개의전기모터와 전갈꼬리 (Scorpion tail) 라고불리는안정장치 2개가로봇위에부착되어, 앞뒤로이동하면서경사지역에서지지대역할을한다. 또한궤도형바퀴는평소에는원형으로되어있으나, 지형이나장애물에따라삼각형으로변신하여장애물을쉽게통과한다. < 그림 2-25> VIPeR 병사휴대모습 VIPeR 로봇 병사운용모습 41) 2010 년 12 월 15 일에이스라엘국방로봇업체인 Elbit Systems 사를방문하여부사장인 Yuval 과인터뷰한결과와로봇운용현장을벤치마킹하고획득한자료를요약정리하였다. 21
국방정책연구 이로봇은병사배낭에부착하여휴대가용이하도록크기도작고 ( 폭 40cm, 길이 30cm) 중량도 11kg으로소형경량화되어있다. 임무탑재장비로는주 야간정찰장비 (EO / IR), GPS, 스피커, 권총, 9mm우지소총, 유탄발사기등이며, 현재는이스라엘특수부대요원들만이운용하고있으나, 향후육군도보병소대에이로봇을배치하여운용할계획이다. 나 ) 이스라엘군이현재개발중인주요국방무인 로봇지상로봇을크게 4개범주 ( 전투용로봇, 도시지역작전용로봇, 전투공병과화생방탐지용로봇, 지하작전용로봇 ) 로구분하여개발하고있으며, 본연구에서는전투용로봇과도시지역작전용로봇을중점적으로살펴보겠다. (1) 중 대형전투용로봇 42) 중형다목적로봇인 Guardium 의차륜형플랫폼을활용하여보급수송용으로개량한 Guardium MKⅡ 와기관총사격이가능한전투용로봇인 Guardium MKⅢ 가있다. 또한대형전투용로봇은중형로봇인 Guardium 의플랫폼을활용하되, 차륜을궤도로바꾸어도로정찰과수색간기관총사격과 IED 탐지가가능한 Avantguard MK 와기존의장갑차를무인화한 Avantguard MKⅡ 모델이있다. 이중 Guardium MKⅢ 는 2016년에전력화되었다. < 그림 2-26> G-NIUS사에서개발중인전투용로봇 Guardium MKⅡ Guardium MKⅢ 43) 42) 2010 년 12 월에이스라엘의 G-NIUS 사를방문시, Guardium MKⅡ UGV 와 Avantguard MKⅠ UGV 의시제품은 이미제작이완료된상태였다. 43) 이스라엘은이로봇을 Border Protecror 라는명칭으로, 2016 년 7 월에시험평가를마치고이스라엘군에배치하였다고언론에공개하였다.( 출처 : http://www.etnews.com, 검색일 2016. 8. 24) 22
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 Avantguard MKⅠ Avantguard MK Ⅱ 또한 IAI 사에서개발중인중형전투로봇과무인수송차량은아래와같다. < 그림 2-27> IAI 사에서개발중인중형로봇 44) 중형전투로봇 RoBattle 무인수송차량 RoboCon (2) 도시지역작전용로봇도시지역작전용로봇은투척용소형로봇, 소형뱀로봇, 20kg급소형로봇, 45kg급중형로봇, 200 300kg급대형로봇으로구분하여개발중이다. 이중투척용소형로봇의경우, Eye Ball R1 은 Eye Ball 기능에추가하여로프이용이가능하고창문에고정설치가가능하며, 또한특수위장재료를사용하여건물내 외부에설치가가능하다. Eye Drive R1 은 Eye Drive 기능에추가하여화염을발사하도록개발중이며, Eye Fly 는 Eye Ball 을직경 2.5cm로소형화하여소화기총류탄방식으로멀리발사하도록개발중이다. 이스라엘 UGV 로드맵에의하면투척용소형로봇들은모두 2020년전력화가목표인데, ODF Optronics사에서는 2010년에이미시제품을개발하여자체시험평가를실시하고있다. 44) http://www.iai.co.il( 검색일 : 2017. 2. 14) 23
국방정책연구 < 그림 2-28> ODF Optronics 사개발중인도시지역작전용로봇 ( 투척용소형로봇 ) 45) Eye Ball R1 : 로프이용 ( 左 ), 창문고정설치용 ( 中 ), 건물내 외부고정설치용 ( 右 ) Eye Drive R1 : 형상 / 화염방사모습 Eye Fly : 형상 / 운용모습 한편 2009년설립된 Roboteam사에서는무게 900g로최대높이 10.7m에서콘크리트바닥으로떨어뜨려도기능을유지할수있는투척용로봇인아이리스 (IRIS) 로봇, 무게약 12.6kg로배낭에휴대할수있는폭발물처리와탐색임무용으로설계된 MTGR, 230kg급소대급프로봇 (Probot) 등이있다. 특히 Roboteam 사는 2015년에미국공군과폭발물처리임무를지원하는 2,500만달러계약을체결하였고, 2022년까지최대 250대를공급할예정이다. < 그림 2-29> Roboteam사가개발중인주요국방무인 로봇 46) 아이리스 (IRIS) MTGR 프로봇 (Probot) 45) 2010 년 12 월에이스라엘의국방로봇업체인 ODF Optronics Ltd 사를방문하여획득한자료이다. 46) http://www.robo-team.com( 검색일 : 2017. 2. 14) 24
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 < 그림 2-30> 도시지역작전용뱀로봇도시지역작전용로봇중가장소형인뱀로봇은이스라엘의 Technion 대학과 Ben-Gurion 대학에서공동개발을하고있으며, 2010년에개발된시제품은길이 2m, 직경 10cm로수풀지역과건물지역모두기동이가능하며정찰기능과자폭기능을보유하고있다. 47) 라. 러시아러시아는미국의 MIT보다 31년앞서 1830년에이공계대학인바우만모스코바국립공과대학 (BMSTU: Bauman Moscow State Technical University) 을설립하였기때문에국방과학기술은물론, 국방무인 로봇기술의인프라가잘구축되어있다. 이런영향으로구소련시절인 1940년대에유인전차를무인전차로개조하려는노력을한바있고, 특히 1986년체르노빌원전폭발사고시에는방사능탐지와방사능오염물질들을처리하는로봇을개발하여투입하였다. 구소련군은 1991년소련이붕괴되기전까지체르노빌원전사고에투입된로봇 (Mobot-Ch-Khv) 기술을활용하여일부를군에배치하기시작하였으나, 1991년소련이붕괴되면서이에대한개발은한동안정체되었다. 그러나일부산 학 연에서는자체노력으로국방무인 로봇을개발하여 2010년부터다양한기능의로봇들을공개하고, 러시아군에소요창출을부단히건의하였다. 그결과 2013년 1월에는러시아국방장관이러시아군에국방무인 로봇의확대보급계획을발표하였고, 2015년 1월에는푸틴대통령이모스크바교외에위치한한연구소를방문해 4륜바이크를운전하는전투로봇시연을참관하였다. 2015년말에는러시아군이앞으로 10년후러시아전투력의 30% 를국방무인 로봇으로충원하겠다는로드맵을발표하였다. 47) 2010 년 12 월 14 일 Ben-Gurion 대학을방문하여뱀로봇을개발한 Amir Shapiro 교수와인터뷰를한자료를요약정리하였다. Amir Shapiro 교수는이로봇의주요부품들을한국에판매하였다고하였다. 25
국방정책연구 1) 국방무인 로봇최초보급단계 48) 가 ) 중형방사능탐지, 오염물질수집및운반로봇 Mobot-Ch-Khv < 그림 2-31> Mobot-Ch-Khv 1986년체르노빌참사당시소련정부에서는바우만모스코바국립공과대학에의뢰하여방사능탐지, 오염물질수집및운반로봇을개발하도록하였는데, 이런기능의로봇이바로 Mobot-Ch-Khv 이다. 이로봇은러시아화학부대에배치되어 1988년까지체르노빌에서운용되었다. 참고로이로봇은중량이 560kg 이고 70kg을들어올릴수있다. 나 ) MRK-Robot Family 이로봇들은체르노빌원전에서사용된 Mobot-Ch-Khv 의성능개량모델들이다. 여기에는방사능탐지 수집 운반로봇 ( 중량 : 70kg) 인 MRK-46 49), 화학물질탐지 수집 운반로봇 ( 중량 : 190kg) 인 MRK-27KH, 폭발물탐지 수집 운반로봇 ( 중량 : 170kg) 인 MRK-27VU 등이있다. 이로봇들일부는 1991년소련이붕괴되기전까지구소련군화학부대와특수전부대에보급되었다. < 그림 2-32> MRK-Robot Family MRK-46 MRK-27KH MRK-27VU 48) Encyclopedia, Russia s Arms and Technologies. The XXI Century Encyclopedia Volume 7-Armored Vehicles" (Moscow : Publishing House "Arms and Technologies, 2003), pp.662~671. 49) 중량이 70kg 이지만 15cm 의눈이쌓여있는조건에서기동이가능하고, 섭씨 40 도와 +40 도에서운용이가능하다. 26
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 2) 국방무인 로봇확대보급단계가 ) 러시아군이현재사용중인주요국방무인 로봇 (1) 핵미사일운반차량경계로봇 MRK-002-BG-57 50) 이로봇은이동식핵미사일운반차량을호위하기위해우랄기계제작소 (Uralvangonzavod) 에서제작되어 2013년에첫선을보인바있다. 무장은 12.7mm 중기관총과실탄 300발또는 30mm 자동유탄발사기를장착하고, 지형추적기능과무선데이터링크기능을구비하였다. 이로봇은중량이 1.1t, 길이 3m, 폭 1.8m, 높이 1.26m이며, 항속거리는군사용로봇중가장긴 250km이고, 최고속도는 35km/hr이며, -40 ~ +40 범위에서운용이가능하다. 참고로이로봇의 nick name은 wolf-2 이다. < 그림 2-33> MRK-002-BG-57 (2) 중형다목적로봇 Uran-Robot Family 51) Uran-Robot Family 에는 3종류의모델이있으며, 이중 Uran-6와 Uran-14는전투지원로봇이고, Uran-9은전투로봇이다. 먼저우란 (Uran)-6는지뢰제거로봇으로최대 60kg의폭약이포함된지뢰를탐지 식별 파괴할수있으며, 우란 (Uran)-14는기동로상의장애물개척과소화를담당한다. 한편우란 (Uran)-9은길이 5.12m, 폭과높이는 2.5m이며, 중량은 10t으로자동포 1문, 7.62 mm동축기관총이장착되어있고, 옵션으로대전차유도미사일 4 6발, 지대공미사일 4발을장착한다. 이로봇들은최근에러시아가시리아와함께 IS를소탕하 50) http://www.popularmechanics.com( 검색일 : 2016. 5. 12) 51) http://www.army-technology.com( 검색일 : 2016. 9. 30) 27
국방정책연구 면서사용된바있다. 특히우란 (Uran)-9은주 야간감시장비로주간 6km, 야간 3km 탐지가가능하며, 기동은고속도로에서 35km/hr, 비포장도로에서 10km/hr 이며, 이로봇을제작한 Rostec State Corporation사에서는시리아에서의성공적인임무수행을했기에 2016년 9월에외국에판매하겠다고발표하였다. < 그림 2-34> Uran-Robot Family Uran-6 Uran-14 Uran-9 (3) 전투로봇 Platform-M 52) 이로봇은 NITI 프로그레스 (NITI Progress) 사가개발하였으며, 기관총과유탄발사기, 대전차로켓을장착하고자동또는반자동제어체계로표적을파괴할수있으며, 전자광학및무선정찰위치결정장비를갖추고있어야간에도노출되지않고임무를수행할수있다. < 그림 2-35> Platform-M 이로봇의명칭은 Platform-M 또는 Platforma-M 으로혼용사용되고있으며중량은 800kg이다. 2014년부터러시아군에서전투실험과훈련에참가를하였으며, 2016년에러시아군특수부대에실전배치된최신무기체계다. 한편, 2016년 1월중순러시아관영인터넷매체인스푸트니크는시리아군이러시아제군사용무인전투로봇플랫폼-M을실전에배치해대테러전에활용하고있다고보도하였으나, 사실이아니라는주장도제기되고있다. 53) 52) http://gdnews.kr( 검색일 : 2016. 2. 17) 28
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 (4) 분대용보급수송로봇 A800-MARS 54) 이로봇은 Avrora Robotics사에서 < 그림 2-36> A800-MARS 2010년부터개발한분대용보급수송로봇으로, MARS 는자율주행로봇을의미하는 Mobile Autonomous Robotic System 의약어다. 이로봇은아래그림에서와같이 4명의군인과군장을수송할수있으며, 군인들이탐승하지않을경우에는 1개분대원의군장을수송할수있다. (5) 투척용소형감시정찰로봇 스피어 (Sphere) 와스카라브 (Scarab) 55) 이로봇들은세트 (SET)-1사에서개발하여 2015년에싱가포르에서개 최된 인터폴월드 2015 전시회 에서공개된바있다. 먼저스피어 (Sphere) 로봇은 직경 90mm, 무게 0.65kg인구형물체내에내장되어있으며 5m 높이에서반복적으로투하하더라도견뎌낼수있고, 최대약 50m 거리까지음성및영상데이터를송신할수있다. 스카라브 (Scarab) 로봇은 2011년세계시장에처음출시되었으며, 최고속도시속 15km, 최대높이 100mm의장애물극복능력이있고, 중량 4.7kg, 길이 342mm, 폭 350mm, 높이 160mm로전복시에도작동이가능하다. 러시아특수부대는현재이로봇들을모두운용하고있다. < 그림 2-37> Sphere( 左 ) & Scarab( 右 ) 53) https://www.bellingcat.com( 검색일 : 2016. 1. 15), Were Russian Combat Robots Used in Syria? 54) http://defense-update.com( 검색일 : 2015. 1. 23), Russian Military to Test Combat Robots in 2016 55) https://www.janes.com( 검색일 : 2015. 4. 20), SET-1 demos Scarab UGV and Sphere reconnaissance system in Singapore 29
국방정책연구 나 ) 러시아군이현재개발중인주요국방무인 로봇 (1) 무인병력수송장갑차 크림스크 (Krymsk) 56) 이로봇은 MIC사에서 BTR-90 병력수송장갑차에하이브리드엔진을탑재하고무인화개발한것으로 2013년 7월에러시아군에서전투시험을실시하였다. < 그림 2-38> Krymsk 시험당시최대시속 97km, 80km 도달가속시간 33초를기록하였으나, 배터리의성능한계로장거리운행에제한이있었다. 이로봇은중량약 22t, 탐승인원은약 10명이며, 성능좋은배터리가개발되면확대보급될것으로판단된다. (2) 무인 BMP-3 보병전투장갑차 우다르 (UDAR) 57) 이로봇은궤도형보병전투장갑차인 BMP-3를무인화한것으로 2015년혁신의날 행사에서러시아방산업체인 VNII Signal scientific-research institute사가공개하고시연하였다. BMP-3 보병전투장갑차의궤도형차대에기반을두고있으나, 포탑을제거하고무인무장장치로대체하였다. < 그림 2-39> UDAR 무장은 30mm 자동포 1문, 7.62mm 동축기관총 1정이탑재되며, 각측면에코넷-EM 대전차유도미사일발사기 2 대가장착된다. 다양한현대식센서, 표적획득및표적추적장비를갖추고있어최대 5,500m 표적에대해주 야간공격이가능하다. 참고로정확한제원은공개되지않았으나, BMP-3는한국육군이불곰사업으로 1995년과 2002년두차례에 70대를들여와동부전선에실전배치한바있기 56) http://greendef.blogspot.kr( 검색일 : 2013. 8. 31), Krymsk: Russia s Next line of Armoured Personnel Carriers 57) http://www.armyrecognition.com( 검색일 : 2016. 7. 27), Russian Udar UCGV Unmanned Combat Ground Vehicle will be a fully autonomous robotic system. 30
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 때문에중량은약 18t, 탐승인원은약 10 명으로예상된다. 현재는시제품제작을 완료한단계로 2016 년 7 월부터군으로부터시험평가를받고있다. (3) 중형다목적전투로봇 Nerehta 58) 이로봇은 Degtyaryov Plant사와연구 < 그림 2-40> Nerehta 기관인 ARF(Advanced Research Foundation) 에서공동개발하여, 2015년 10월 러시아국방부혁신의날 에처음으로공개되었다. 플랫폼은모듈식으로화력지원차량, 포병정찰차량그리고특수작전부대용표적체계를장착한로봇등을만들기위해사용할수있다. 화력지원체계에는 7.62mm 기관총또는 12.7mm 기관총의장착이가능하며, 2016년 12월말현재러시아군에서시험을실시하고있다. 실험결과통신제어에다소문제가있으나, 이를보완하면러시아특수전및정찰부대에보급이가능할것으로예상된다. 참고로현재개발중인로봇들중에서핵미사일운반차량경계로봇 MRK-002-BG-57 과형상이비슷한로봇은여러종류가있다. 먼저미국의팩봇사이즈인 Strelok 와 MRK-27 BT 그리고짚차사이즈인상륙용로봇인 Argo 그리고짚차보다큰사이즈의 Nerehta 가있다. (4) 다목적전투로봇 Strelok, MRK-27 BT 59), Argo 60) 현재개발중인로봇들중에서핵미사일운반차량경계로봇 MRK -002-BG-57 과형상이비슷하고, 무장을한로봇들중에서미국의팩봇사이즈인 Strelok 과 MRK-27 BT 그리고짚차사이즈인상륙용로봇 Argo 는다음과같다. 58) http://www.armyrecognition.com( 검색일 : 2016. 12. 21), Nerekhta robotic system to be added to Russian special forces inventory 59) https://sputniknews.com/military/201605291040446567-russian-battle-robots-video( 검색일 : 2017. 2.14) 60) https://www.superstation95.com/index.php/world/783( 검색일 : 2017. 2. 14), RUSSIA DEPLOYS AUTOMATED ROBOTS TO WAR-FIGHTING IN SYRIA!. 참고로이로봇은 2015~2016 년시리아내전시투입되었다. 31
국방정책연구 < 그림 2-41> 다목적전투로봇 Strelok MRK-27 BT Argo (5) 중형다목적전투로봇 Taifun-M 61), Dahir lnsaat 62) Taifun-M 은전략미사일기지경계용로봇으로중량은 900kg이며, 45km/h 속도로 10시간동안운용이가능하며, 무장은 12.7mm기관총을탑재한다. Taifun-M 은 2014년에러시아전략미사일기지에서시험운용중인장면이 TV에공개되었으며, 2016년 11월부터실사격시험평가를받고있다. 한편 Dahir lnsaat 는 2013년부터개념설계중이며, 시뮬레이션동영상으로많이소개되고있다. < 그림 2-42> Taifun-M( 左 ) 과 Dahir lnsaat( 右 ) 61) http://idstch.com( 검색일 : 2016. 12. 11), Russia developing family of killer robots, deployed them for combat and demining in Syria 62) http://www.deagel.com/tactical-vehicles/taifun-m_a002980001.aspx( 검색일 : 2017. 2.14) 32
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 마. 민간분야 1) 산업용로봇개발가 ) 해외로봇산업세계로봇시장규모는 2014년 167억불로, 자동차 전자산업등제조용로봇뿐아니라서비스용로봇의성장에힘입어전년대비 12.3% 증가하였다. 제조용로봇은우리나라를비롯하여일본 미국 독일이전통적인강세를보이고있으며, 중국이빠른속도로성장중에있다. 서비스용로봇은연평균증가율이가장높은전문서비스용로봇 ( 의료 국방 농업등 ) 을중심으로꾸준한증가세를보이고있다. 2014년기준으로세계서비스용로봇시장규모는수술 치료로봇 14.5억불, 착유 목축로봇 8.8억불, 무인항공기 지뢰탐지로봇 7.9억불, 가정용청소로봇 7.4억불이었다. < 표 2-1> 세계로봇시장매출액 ( 단위 : 백만달러 ) 63) 구분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 평균성장율 전체 6,777 9,568 12,483 13,356 14,873 16,702 20% 제조용로봇 3,976 5,678 8,278 8,496 9,507 10,737 22% 서비스용로봇 2,801 3,890 4,205 4,860 5,366 5,965 16% 국가별동향을살펴보면일자리 경제성장을위한제조업강화및미래성장잠재력이높은서비스로봇시장선점을위한국가간에경쟁이가속되고있다. 미국은 NASA의우주탐사로봇 ( 화성탐사 InSight Robonaut) 64), DARPA의재난대응 구조로봇 (DRC Project), 제조 조립보조로봇등을개발하고있으며, EU는 Horizon 2020의로봇동반자 (RoboCom) 프로젝트, 고령자케어 독립생활지원및삶의질향상을위한 Robot-Era 프로젝트를추진하고있다. 일본은 2015년 1월에로봇혁명실현회의를개최하고, 간호 의료, 농업, 중소기업등인력부족분야를중심으로로봇을지원하는전략을발표하였으며, 중국은저출산 고령화및열악한노동환경의사회문제화에대응하고정밀도 품질향상을위해로봇도입을확대하고있다. 63) 백봉현, 국내 외로봇산업동향및향후과제, 한국로봇산업진흥원, 2015. p.4. 64) NASA 는외부탐사용 Curiosity 에이어 2016. 3 월화성내부탐사용로봇 InSight 를발사하였다. 33
국방정책연구 나 ) 국내로봇산업 국내시장은국제금융 재정위기등경기침체영향에도불구하고, 2009년 1조원돌파이후 2011년에 2.1조원, 2015년말기준으로 3.9조원규모 로고성장하고있다. 중국 베트남등신흥국로봇수요증가 65) 에따른수출호 조 (28%) 로로봇부품이전년대비 53.2% 크게증가하였고, 제조용로봇역시전 년대비 5.3% 증가하였다. 서비스용로봇은가장큰비중을차지하는로봇청소 기를포함한가사용로봇의내수증가 (29.5%) 에힘입어전년대비 27.3% 증가 하였다. < 표 2-2> 국내로봇시장현황 ( 생산기준, 단위 : 억원 ) 66) 구분 2013년 2014년 2015년 14년대비 총계 2,977,996 3,381,985 3,957,562 17.0% 제조업용로봇 2,058,594 2,306,124 2,429,337 5.3% 전문서비스용로봇 131,848 137,680 262,918 91.0% 개인서비스용로봇 297,276 324,681 325,593 0.3% 로봇부품및부분품 490,277 613,500 939,713 53.2% 로봇산업관련사업체수는 2015년을기준으로총 1,867개사로전년도 1,675 개사대비 11.5% 증가되었다. < 표 2-3> 국내로봇관련사업체현황 (2015년기준, 단위 : 개사 ) 67) 구분 2013년 2014년 2015년 14년대비 총계 1,603 1,675 1,867 11.5% 제조업용로봇 517 541 606 12.0% 전문서비스용로봇 229 234 272 16.2% 개인서비스용로봇 115 127 138 8.7% 로봇부품및부분품 742 773 851 10.1% 다만, 최근로봇기업들의해외시장진출 ( 주요국 신흥국현지법인설립, 공동 합작투자등 ) 및수출이확대되는추세이다. 로봇기업들의해외진출및수출 사례로는유진로봇이공동투자로네덜란드 독일 중국등에진출하고 15개국에 65) 중국 : (2014 년 ) 1,298 억원 (2015 년 ) 3,627 억원, 베트남 : (2014 년 ) 5억원 (2015 년 ) 255억원 66) 산업통상자원부, 2015년로봇산업실태조사결과요약보고서, 2017. p.17. 67) 산업통상자원부, 전게서. p.14. 34
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 수출하였으며, 퓨처로봇은중동지역에 3년간 1,200만달러수출계약을체결하고현지판매대리점계약 (14개국), 소프트웨어개발 ( 프랑스 ), 로봇개발 ( 일본 중국등 ), 콘텐츠개발 ( 싱가포르 ) 등을추진하였다. 로보스타는지점개설 ( 일본 ), 현지법인설립 ( 중국상해 ), 현지사무소개소 ( 중국북경, 심천, 허페이, 소주 ) 등을추진하였다. SKT는유럽로봇전문유통사로보폴리스와교육용로봇알버트수출 ( 판매 유통및플랫폼 앱현지화작업 ) 을위해 2013년 3월에 MOU를체결하였고, KT는 2013년 4월에사우디이동통신사모바일리와계약하여교육용로봇키봇-2를수출하였다. 레인보우는 2011년과 2012년에싱가폴국책연구기관 ( 인포컴연구소 ), 미국드렉셀대, 중국전자과학기술대등에 KAIST의휴보를 10대수출하고 2013년에는구글에 2대를수출하였다. 다 ) 로봇산업변화 (1) 변화요인인구구조의변화로인해급속한고령화사회로의진입에따라대체노동력수요요구급증뿐아니라, 의료 복지 재활등과관련된개인별맞춤형서비스, 개인주의적성향에따른감성화 개인화 Mobile화요구가지속적으로증가할것으로예상된다. 또한중국의세계경제대국부상및신흥국영향력증가로인한글로벌화심화, 가격경쟁, 글로벌생산네트워크활성화및기술자립화정책이강화될것이며, 과학기술의발달과융 복합화로인해 IT (information technology, 정보기술 ) BT(Bio Technology, 생명공학기술 ) NT(Nano Technology, 나노기술 ) 의급속한발전과함께새로운 Killer Application 68) 창출을위한타서비스분야와의융합으로새로운 Break-through 69) 기술개발을위한타기술분야와융합이활성화될것이다. 사실국내로봇산업은이러한변화를예측하면서도제조용로봇개발에만지나치게머물러있는분위기다. 세계로봇산업이서비스로봇산업으로급속도로재편되는것과비교하면걱정스러운면이있다. 다행히정부는의료와농업을포함한서비스로봇산업의확충으로거대한흐름을따라간다는계획 68) 등장하자마자다른경쟁제품을몰아내고시장을완전히재편할정도로인기를누리는상품이나서비스를말한다. 69) 컴퓨터시스템의개발등에서기술적으로어려운문제를해결하여프로젝트를성공시키는것등을말한다. 35
국방정책연구 을세웠다. 이에시장수요기반의핵심부품및요소기술개발과창의-감성디바이스다품종 소량생산스타기업발굴을하나의축으로세워이를적극적으 로지원한다는방침이다. 창의디바이스랩 개소로글로벌수준의웨어러블 디바이스인증랩을구축한다는것이다. 여기에는실감형콘텐츠선도기술을확보하고융 복합콘텐츠사업을활성화하여 2021년까지 10개스타기업육성및매출 10억달러를달성한다는방침이다. 그대표적인분야가의료 헬스케어와농업등서비스분야이다. < 표 2-4> 주요서비스용로봇생산현황 ( 단위 : 백만원, %) 70) 구분 2013년 2014년 증감 (%) 주요품목 가사용로봇 216,750 216,667 - 로봇청소기, 가정경비용로봇등 교육및연구용로봇 31,216 35,742 14.5 교재용, 교육용, 연구용로봇등 의료로봇 8,804 22,041 150.4 수술용, 재활훈련용, 의료진단용로봇등 군사용로봇 12,211 19,226 57.4 비행정찰용, 경계감시용등 여가지원용로봇 5,838 11,302 93.6 소형휴머노이드, 게임오락용등 헬스케어로봇 11,252 9,003-20.0 개인재활훈련용, 장애보조용로봇등 엔터테인먼트로봇 2,912 4,656 59.9 아케이드게임용, 테마파크용로봇등 기타 13,917 19,863 42.7 농업용, 빌딩서비스용, 사회인프라용등 합계 302,900 338,500 11.8 (2) 의료 헬스케어분야로봇개발고령화현상및사회보장제도의변화와함께건강한삶에대한욕구증가로수술로봇, 재활로봇등의료서비스로봇과건강유지를위한가정용운동보조로봇, 노령인구의간병보조로봇, 정서도우미로봇, 실버케어로봇등정신적, 육체적으로도움을줄수있는실버로봇과같이의료 헬스케어분야에로봇개발이활성화될전망이다. 70) 산업통상자원부, 전게서. pp.42~43 재정리. 36
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 현재국내의료 헬스케어로봇의시장규모는 2013년생산액기준 201억원수준이다. 세계시장규모인 1조 6500억원에비하면약 1.2% 수준에불과해아직취약하기이를데없다. 따라서세계가서비스로봇에대한관심이자연스럽게의료 헬스케어용로봇으로이전되는상황에서진지한고민이필요하다. 이런관점에서산업통상자원부와보건복지부, 미래창조과학부, 식품의약품안 전처등 4개부처가참여하는 다부처공동기획사업 이관심을끌고있다. 간병로봇 을만들겠다는계획이다. 미래창조과학부는 제7회다부처공동기획협 력특별위원회 를열고 2016년다부처공동기획사업사전기획연구대상사업을심의 확정했다. 사회문제해결과미래대비기술, 중 소벤처활성화등 3개분야에서접수된총 40건 ( 정부부처 22건, 국민 18건 ) 중 13건을사전기획연구대상사업으로확정하였다. 여기에는사이버, 재난대응정보인프라기술과첨단센서기반재난예측조기경보시스템, 암환자맞춤형치료제, 간병지원로봇시스템, 마이크로의료로봇기반무절개의료진단치료시스템, 바이오 메디컬 3D프린팅융 복합의료기기등이포함되어있다. < 그림 2-43> 의료용로봇 보행재활로봇 수술용로봇 환자식사보조로봇 (3) 농업분야로봇개발 2015년기준국내농가인구는 256만 9000명수준으로전국민의약 6% 를차지하고있으며, 이중에는 65세이상고령인구가약 38.4% 를차지하고있다. 이와같이농업노동력감소와농촌고령화로곡물자급률이 23% 대까지떨어진상태에서부족한경쟁력을향상시키기위해서는로봇과결합시키는방안이필수적이다. 사실농업과로봇의만남은꽤체계적으로추진되어왔다. 국내농업분야 37
국방정책연구 의로봇활용은 2000년초부터농촌진흥청을중심으로인공지능형자율주행트랙터개발등농기계자동화시스템개발에중점을두고추진되어왔다. 2013년에는경상북도구미에서무인헬기를이용한직파기술을선보여 10분만에 1ha를파종하는데성공했으며, 병해충방제는물론, 비료주기까지가능해노동력을 90% 이상획기적으로줄일수있다고설명했다. 또한 2014년경상북 도에서는 지능형로봇상용화촉진사업 과 특화산업로봇융합사업 을통해농 축산업분야에첨단로봇융합기술을접목하기위해 스마트인휠모터기반무 인운반차 (AGV, Automated Guide Vehicle) 플랫폼 과 돈사관리용이동형로봇 (Mobile Pigpen-Care Robot) 개발과제를선정하여추진하고있다. 이를통해농 축산작업지원로봇개발로기술확보및관련산업생산량증대, 신규일자리창출로이어지는효과를기대하고있다. 농업의로봇화는사물인터넷및빅데이터는물론인공지능의영역까지아우르는방식으로발전해야한다. 국내는농업과로봇의만남이각생산단계별로특화된기술에치중되는경향이많다. 이는각각의로봇을구매하고컨트롤해야하는비용을수반하기때문에결국통합로봇의형태로발전해야한다는것이다. < 그림 2-44> 농업용로봇 식물생육관리로봇 화훼방재로봇 벼농사용제초로봇 (4) 기타서비스분야로봇개발미래에는소가족화, 개인화가심화됨에따라개인엔터테인먼트로봇, 애완로봇, 동반자로봇등가족의빈자리를채워줄수있는다양한개인용로봇산업의활성화가기대되고있다. 이외에도문화, 관광, 예술을비롯해환경, 교육, 행정등여러영역으로확 38
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 대될전망이다. 문화및예술분야에서는박물관안내및해설에서부터전통무용및궁중연례, 전통놀이재현등에활용이가능하고, 환경분야에서는이면도로, 공원, 학교등에대한청소용역서비스와공원내호수및제조공장저수조등의수중청소에활용이가능하다. 또한교육분야에서는초 중 고교정규과정교육과방과후학습, 체험활동, 동아리활동, 외국어학습을위한보조교사등으로활용이가능하다. < 그림 2-45> 기타서비스로봇 71) 문화 예술분야 문화안내 해설로봇 전통공연재현 로봇물고기전시관 환경분야 교육분야 노면청소로봇 수중청소로봇 상수도관망관리로봇 외국어교육용로봇 수업보조용로봇 S/W 코딩교육 71) 한국로봇산업진흥원, 서비스로봇활용사례집, 2016. 39
국방정책연구 2) 군사용로봇개발가 ) 국내 외로봇산업전투에서인간을대신할수있는로봇무기체계에대한필요성은지속적으로제기되어왔다. 이미 1990년대부터세계각국은초보적인단계의군사용로봇을실전배치하여운영하고있다. 러시아블라디미르푸틴대통령은사이보그전투로봇시연장면을참관한후과학자및엔지니어들의노고를치하하였으며, 일본아베신조총리는세계로봇병행올림픽을개최하고자하는의지를표명하였다. 다수의국가에서지도자의리더십으로군사용로봇사업을적극적으로추진하고있다. 또한일본은로봇초강국으로서의위치를공고히하기위해로봇의활발한활용을통해세계를선도하기위한로봇혁명을도모하는국가적로봇비전 전략 실행계획을담은신로봇전략을발표하였다. 미국은정부-군이연계된지상로봇로드맵을작성함으로써정부와군사용로봇획득기반을공유하고있다. 중국은국방력현대화계획의일부로미래전투에배치하기위한무인장갑차량개발연구와기존장갑전투차량 (AFV) 을무인화하는노력을시작하고있다. 우리나라의군사용로봇개발에대한연구는 2000년이전까지는간헐적이고단기적연구로추진되었으나, 2004년 11월 국방로봇종합발전계획 ' 이수립되 어발표되고, 2005년 11월 제13회지상무기체계발전세미나 에서군사용로봇관련전투시나리오가발표되었으며, 2006년 7월에는 국방로봇대토론회 가개 최되어우리군의군사용로봇획득에대한전체적인밑그림이구체적으로제시됨으로인해민간업체및연구소등에서도군사용로봇개발에대해많은관심을가지게되었다. 이에따라정부에서는정기적으로민군기술정보교류회를개최하여국방부와미래창조과학부등 11개정부부처와합동참모본부, 육 해 공군, 정부출연연구기관간협력을위한진지한논의의장을마련하고있다. 그로인해국방부및국방과학연구소에서추진하는것과별개로정부관련기관에서의지원과상업성이있는분야들을중심으로하여민간기업과연구소, 대학들이 < 표 2-5> 와같이많은연구를추진하고있다. 40
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 < 표 2-5> 국내주요군사용로봇개발현황 72) 구분제품명 / 과제명개발형태 디유하이텍 이동감시정찰로봇 (OFRO), 모듈기반의정찰로봇 (ASENDRO Scout), 위험물탐지 / 제거로봇 (ASEVDRO EOD), 화생방탐지로봇 (ASENDRO Scout NEC), 도로정찰로봇 (AUG V-8), 화생방로봇 (ADD 계약 ) 독일과 기술제휴 업 체 삼성테크원 지능형감시 경계로봇산자부, 국방부공동원격조정무장시스템업체자체 에프엠전자 자율주행로봇을위한비전시스템 개발참여업체 유진 로보틱스, 위험작업로봇 (Robhaz-DT) KIST, 서울대공동 케이컴스지능형네트워크로봇화랑대연구소공동 한울로보틱스폭발물탐지로봇, 화학물탐지로봇업체자체 현대로템 견마형로봇 (ADD 사업과별개 ), 자율주행로봇, 지뢰탐지로봇 (MIDERS), 웨어러블로봇 생산기술연구원, 업체자체 현대위아무인정찰로봇, 화재진압로봇업체자체 로보틱스연구조합지능형로봇국가과제 연구소 견마형로봇 (ADD 사업과별개 ) 업체 ( 로템 ) 공동생산기술연구원웨어러블로봇 ( 하이퍼 1호 ) 국가과제원자력연구소위험작업로봇국가과제한국로봇융합연구원다족형감시경계견마로봇 (PQ-1, PQ-2) 국가과제 ETRI 지능형로봇, 로봇네트워크국가과제 KIST 위험작업로봇, 필드로봇국가과제 대 학 KAIST 휴머노이드로봇, 지뢰제거로봇, 정찰로봇, 국가과제인식기술 KIST공동 고려대 자율주행기술, 인식기술 국가과제 부산대 주행로봇 국가과제 성균관대 지능형로봇 국가과제 한양대외골격로봇 ( 핵사 HEXAR) 국가과제 72) 국방무인지상로봇을중심으로 2007 년의자료를활용하여 2016 년까지최신내용을재정리한자료이다. 41
국방정책연구 나 ) 주요개발사례 (1) 감시 경계로봇삼성테크윈 ( 현한화테크윈 ) 은 2003년부터 2006년까지약 3년동안산자부주도하에 98억원 ( 정부예산 49억원, 민간자금 49억원 ) 을투입하여지능형감시 경계로봇인 SGR-1을개발하여상용화에성공하였다. 이 감시 경계로봇 은서산석유비축기지, 임진강철책, 일반전초 (GOP) 과학화경계사업시범단지등에배치되어운용되고있다. 이로봇은고정형과이동형감시 경계시스템, 지능형 CCTV를한곳에서관리하는통합통제시스템으로구성되어있다. 감시 경계시스템은감시지역에대해주 야간 24시간자동감시하면서통합통제시스템으로실시간영상과정보를전송한다. 탐색장비로열감지장치와표적동시추적기능을내장하고있어, 주간과야간에여러개의표적들을동시에탐지할수있다. 주간에는최대 4km, 야간에는최대 2km 범위내에서사람 차량 동물등을구분하고식별할수있다. 또한식별된표적에는필요시사격할수있도록 5.5mm기관총과 40mm유탄발사기로무장도가능하다. 그러나표적이식별되면무조건사격하는것이아니라, 중요시설및 GOP 등에잘못들어온민간인혹은아군을적으로오인해잘못발사할수있기때문이다. 실제로위험을감지하면중앙명령센터로이를전송해경계병이원격통신으로적군인지아닌지를최종적으로확인하고사격명령을내리도록되어있다. 그러나이러한사격기능은현재까지는실제운용되지는않고있다. < 그림 2-46> 감시 경계로봇 73) 시스템개념도 감시 경계로봇 73) 디지털타임스, 지능형감시 경계로봇, 2006. 10. 25. 42
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 (2) 견마로봇생산기술연구원은산업통상자원부의민군겸용기술개발사업에따라 2006년부터 2012년까지한화, 현대로템등민간기업과공동으로군사용견마로봇을개발하였다. 진돗개와풍산개의앞글자를딴견마로봇 ' 진풍 ( 眞風 )' 은몸과 4개의다리만으로이뤄졌으며, 총 16개의유압식액추에이터를다리관절에장착해전후좌우로움직일수있는무선원격조정이가능한무인지상로봇이다. 이로봇은보행형으로전형적인전투지원로봇이다. 운반, 감시 정찰, 경비, 안내등의임무를수행하며, 4개의다리를가져산악지형에서도자유롭게이동이가능하다. 조립에따라군장등짐을짊어지는수송용으로활용할수있고, 전장을탐색하거나지원사격용으로도활용할수있다. 60kg의짐을지고 10초에 10.5m(1.5m/s) 를이동할수있는데, 이는보통병사가걷는속도이다. 다리는자동차의파워핸들과같은유압구동방식이어서힘이좋다. 보행시지형변화에다리구조를바꿀수있도록발목의움직임이앞뒤로자유롭게설계한것이특징인이로봇은크게태스크레벨제어기와행동레벨제어기그리고로컬제어기의 3단계제어시스템으로구성돼있다. 고차원의행위를포함하는태스크레벨제어기는비전기반외부환경인식, 네비게이션, 음성인식등최상위알고리즘의추가및확장이용이하고외부조종기인 OCU(Operation Control Unit) 으로부터명령을전달받아이를해석하고, 네비게이션및 3D 환경재통합기능등로봇이수행해야하는목표와태스크를계획해행동레벨제어기를지원한다. 행동레벨제어기는자세제어, 보행알고리즘등을수행하며보다안정적으로실행하기위해리얼타임 OS를탑재하였으며, 태스크레벨제어기로부터얻은목표를수행하기위해패턴발생기, 자세및보행제어, 유압파워공급모듈제어등의저차원행위를기반으로로봇의실질적인행동을실행한다. 로컬제어기는 16개이상의관절제어및상태정보를수집하며향후군에서의유지보수용이성을고려해분산제어방식을채택했다. 그밖에제어시스템은로봇에탑재되는알고리즘의연산량, 실시간성, 확장성등각알고리즘의특성을반영한 3단계의제어시스템구조를갖고있다. 관절레벨제어기는회전형유압액추에이터의서브밸브제어및반사 (Reflex) 제어기능을수행 43
국방정책연구 하고, 관절및지면접촉센서등의정보를수집해태스크와행동레벨제어기로전송하는기능과동력시스템의엔진 rpm 및유압공급압력제어와작동유의압력, 온도, 유량등동력및유압파워공급시스템의제어와상태모니터링을위한기능을포함하고있다. 이는변환된관절궤적에따라움직일때실시간보행패턴보상기의자세 (AHRS) 센서를통해로봇의자세를측정하고액츄에이터의여러가지센서들의정보를이용해실시간으로넘어지지않도록로봇의자세를제어하게된다. 이로봇은휴대형원격통제장치를통해병사가직접조종한다. 병사가휴대하는휴대용통제장치는컴퓨터, 무선통신장비, 전원배터리로구성되어사람이짊어질수있는백팩안에들어있다. 무게는약 5.6kg이고운용시간은 1회충전에약 2시간정도이다. 견마로봇이이동하면서카메라로영상을찍어보내면통제병사는헬멧일체형디스플레이장치로이를확인할수있다. 또한 7인치액정일체형조종장치로화면을보면서로봇을조정한다. 이견마로봇은군장비로실용화되지는못했다. 실용화되기위해서는몇가지가보완되어야한다. 진풍을움직이는유압식엔진을소형, 경량화해야하고, 보병부대와행군속도를맞추기위해서는현재시속 3km 정도인이동속도를두배이상은높여야한다. 또한얼음판, 자갈밭에서발로차도넘어지지않는균형감각도보완되어야하며, 복잡한전투상황을고려해한쪽다리가고장났을때에는세다리로움직이는등까다로운백업기능도요구된다. < 그림 2-47> 견마로봇 74) 견마로봇 시스템개념도 74) 전자신문, 국산견마로봇진풍첫선, 2008. 8 월. 44
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 (3) 롭해즈 (ROBHAZ : Robots for Hazardous Application) 75) 2004년 8월에는유진로봇과한국과학기술연구원 (KIST) 이공동개발한위험작업로봇 롭해즈 DT-3 가 6개월간이라크아르빌의자이툰부대에납품되어운용되었다. 롭해즈의주임무는주 야간정찰과고속도로 국도내폭발물수색작전이었다. 또한원격조정을통해장착된물대포 (water disrupter) 을활용해이라크테러단체들이도로나건물주변에설치한사제급조폭발물을해체하는작업을수행할수있도록설계되었다. 이로봇은길이 74cm, 너비 47cm, 높이 29cm로라면박스정도크기의작은로봇으로폭발물처리용물대포, 화생방장비, 야간투시경, 지뢰탐지장치를장착할수있어각종군사작전에폭넓게활용할수있다. 2개의트랙을본체 의앞뒤에장착하고트랙간의수동적인상대운동을허용하는 가변댐퍼 로인 해경사각이 45도에달하는계단이나울퉁불퉁한길도최대시속 12km로달릴수있으며, 리눅스를탑재한제어시스템에의해안정적인원격조종이가능했다. 2004년에는미국에서열린 세계로봇경진대회 (RoboCup-Us Open) 에참가해위험작업부문에서우승해세계적인기술력을인정받아같은해과학기술부로부터신기술 (NET) 인증을획득한바있다. 2005년에는이라크자이툰부대에납품돼파견근무를하는등국내 외적으로기술력을인정받았다. < 그림 2-48> 롭해즈 DT-3 76) 75) 인간이작업하기어려운환경에서작업하는로봇을뜻한다. 76) http://www.yujinrobot.com( 검색일 : 2017. 1. 12) 45
국방정책연구 2. 시험평가실태 국방무인 로봇이장기간의역사를가진일반무기 장비 물자와는다르게최근에주요선진국을중심으로획득하여사용하다보니관련법령과규정, 조직, 관습등이정형화되지않아국가별로상이하다. 특히주요군사선진국의국방무인 로봇획득은체계개발후에시험평가에합격할경우에만획득하는것이아니라, 사전에사용자요구를공개하고이를충족하는상용무인 로봇들이개발되면이들을대상으로실전과같은전투실험을통해최우수제품을국방무인 로봇으로획득하고있다. 따라서본연구에서는한국군의국방무인 로봇시험평가에참고가되도록미국, 독일, 이스라엘, 러시아의시험평가관련법령과규정, 조직등과각국의무인 로봇에대한시험평가사례를소개하고자한다. 가. 미국 1) 관련법령과규정가 ) 국방무인 로봇획득법령미국의플로이드디스펜스하원의원은국방무인 로봇획득을활성화하면서국방무인 로봇도입반대여론을차단하기위해 2000년에유인전투장비의 1/3을국방무인 로봇으로전환하는내용을골자로하는관련법안을발의하였다. 이법안은하원과상원에서통과되어 2000년 10월 30일클린턴대통령이서명을함으로써법률로써효력을발휘하게되었다. 75) 이러한관련법령은사용자요구에부합되는국방무인 로봇의소요를창출하고경제적 효율적으로개발이가능하며, 나아가시험평가이전에시험평가항목들을거의충족시켜성공적인시험평가와획득에기여하였다. 미의회에서 2000년에국방무인 로봇관련법령을제정하자, 국방부에서는국방무인 로봇에대해전투실험을통한소요기획과핵심기술확보, 획득로드맵수립, 시험평가계획수립등의후속조치를실시하였다. 먼저미육군교육사령부에서는 2004년에미래전투체계 (FCS) 여단을설계하면서대령이지휘하는 1개여단에공중로봇 200여대와지상로봇 200여대의소요를기획하고, 개발된국방무 75) U.S. Department of Defense, Unmanned Systems Roadmap 2007-2032 (the Office of the Secretary of Defense, 2007), Chapter1 Introduction p.6. 46
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 인 로봇을대상으로지속적으로전투실험을실시하였으며, 미육군시험평가사령부에서는전투실험시시험평가관을지원하였다. DARPA(Defence Advanced Research Projects Agency, 미국방위고등연구계획국 ) 76) 에서는특히지상로봇의핵심기술인자율주행기술을활용하기위하여예하부서인전술기술실 (TTO : Tactical Technology Office) 로하여금 2004년부터 2007년까지소정의상금을내걸고미국과전세계의산 학 연이참여하는 Grand Challenge와 Urban Challenge라는전투실험을실시하여이기술을신속하고경제적으로개발하였다. 합동로봇체계사업실 (RSJPO) 에서는미육군교육사령부의전투실험결과와미래전투체계 (FCS) 여단의국방로봇소요, DARPA의 Grand Challenge와 Urban Challenge를통해지상로봇의핵심기술인자율주행기술을개발한결과와해병대의지상로봇소요를참고하여 2009년부터격년제로향후 10년동안지상로봇획득로드맵을발간하기시작하였다. 미국방부에서도합동참모본부와국방획득기술군수실이주관이되어육군, 해군, 공군, 해병대가필요로하는지상로봇, 해양로봇, 공중로봇을망라하여 2007 년부터격년제로무인체계획득로드맵을발간하고있다. 이처럼미의회에서국방무인 로봇관련법령을제정하자국방부예하국방무인 로봇관련조직의기능은더욱활성화되었고, 로봇개발자들은사용자요구와획득방향을알게되면서정부를믿고국방무인 로봇개발에많은노력과예산을투자하게되었다. 이기간중에는산 학 연에서국방무인 로봇관련기술을중복개발하지않고컨소시움을구성하여개발하도록유도하기위해미국방부에서는총 160개의산 학 연이컨소시움을이룬국방연구센터 (NCDR : National Center for Defense Research) 를 2002년에설립하였다. 77) 그후 NCDR에서는 2002년부터 2007년까지미의회로부터 1,850만달러를지원받아이중 1,400만달러를이들에게개발비로지원하고있다. 미국은이처럼시험평가이전에성공적인시험평가가될수있도록관련법령을포함한제반시스템 ( 전투실험, 로드맵, 군과산 학 연의긴밀한협조등 ) 이잘구비되어있다. 76) 미국국방부에소속된연구기관으로국방관련기술개발을주로담당하고있다. 특히군사분야의인공지능 (AI) 무기와통신시스템에관한연구를주로진행하는것으로알려져있다.( 위키백과, 검색일 : 2016. 12. 5) 77) http://itlaw.wikia.com/wiki/national_center_for_defense_robotics( 검색일 : 2017. 2.15) 47
국방정책연구 나 ) 국방무인 로봇시험평가관련규정 (1) 미육군시험평가규정 (Army Regulation 73 1 Test and Evaluation Policy ) 78) 2016년에발간된미육군시험평가규정에의하면, 시험평가는미육군시험평가사령부만의책임이아니고육군본부각참모부, 미육군교육사령부와미육군물자사령부등직할부대, 야전군사령부 ( 전력사령부, 특수전사령부등 ) 모두의책임으로명시되어있다. 따라서미육군시험평가사령부에서시험평가시이러한기관과부대에인력 장비 시설 예산등을요구하면협조해주어야한다. 특히첨단상용로봇을활용하여육군교육사령부에서국방무인 로봇에대한전투실험이나육군시험평가사령부에서시험평가를수행할경우상호책임관계를명확히규정하고있다. 즉육군교육사령부에서전투실험시에육군시험평가사령부에서는육군교육사령부가필요로하는인력을지원하고, 육군시험평가사령부에서시험평가시에는육군교육사령부에서육군시험평가사령부가필요로하는인력을지원한다. 또한전투실험시측정하고분석한모든자료를육군시험평가사령부에제공하여시험평가시중복요소를최소화하도록규정되어있다. (2) 미육군 M&S 규정 (Army Regulation 5 11 Management of Army Modeling and Simulation ) 79) 2014년에발간된미육군 M&S 규정에의하면, 미육군본부각참모부, 미육군교육사령부와미육군물자사령부등직할부대그리고야전군사령부 ( 전력사령부, 특수전사령부등 ) 에서무기 장비 물자를소요기획하고획득하여운용, 폐기하는생애전주기 (life cycle) 동안 M&S를활용하도록규정되어있다. 따라서국방무인 로봇의경우도미육군을포함하여산 학 연에서국방무인 로봇을개발은물론시험평가진행및시험평가이후에도 M&S를활용하고있다. 통상미육군이필요로하는국방무인 로봇의특성과제원을제시하면, 산 학 연에서는이에부합하게 M&S를개발하여개발요원들과공유한다. 그후미육군교육사령부에서는자체 M&S조직으로산 학 연에서제작한국방무인 로봇의 78) Headquarters Department of the Army, Army Regulation 73 1 Test and Evaluation Policy (Washington DC, 1 August 2016), pp.1 14. 79) Headquarters Department of the Army, Army Regulation 5 11 Management of Army Modeling and Simulation, (Washington DC, 30 May 2014), pp.1 23. 48
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 M&S에대한신뢰성을검증하며, 미육군교육사령부교리부와해당병과학교관련요원으로하여금전술개념에입각한전투실험교리를작성하여전투실험시활용한다. 전투실험을통해소요를기획하여체계개발이되면, 미육군시험평가사령부에서는자체 M&S 조직을활용하여산 학 연에서제작한국방무인 로봇의 M&S와미육군교육사령부 M&S 조직의신뢰성검증결과, 전투실험교리등을종합비교분석하여시험평가계획수립시활용하고, 안전성, 예산, 환경조성등의문제로실제시험이불가능하거나제한되는분야에대한신뢰성을검증한다. (3) 미육군의지상로봇시험절차서 (TOP 2-2-540 : Test Operation Procedure) 80) 미육군시험평가사령부 (ATEC : Army Test & Evaluation Command) 의산하조직인 ATC(Aberdeen Test Center) 의무인차량시험과에서는 2002년에무인지상차량의종합시험절차를제시한문서인시험절차서를최초발표하고계속개정하고있다. 2017년 2월현재, 공개된최신자료는 2009년 12월에발표된시험절차서 (TOP 2-2-540, Testing of Unmanned Ground Vehicle Systems) 이다. 이시험절차서에는지상로봇의특성, 성능등 9개분야에약 70개세부항목을규정하였고, 가속및최고속도시험등의 49개항목에대해서는유인차량의절차를적용하였다. < 표 2-6> 무인지상차량시험절차서포함내용 ( 세부내용부록 #1. 참조 ) 가시설및장비 구분 시험시설과조건 계측장비 모델링과시뮬레이션 시험항목 포장로, 비포장로, 야지, 자연장애물, 인공장애물, 고온 / 저온, 습도, 눈, 결빙강우, 모래, 먼지, 진동및전자기간섭, UGV 의인식능력판별을위한시험로의디지털모델구축, 시험로감시를위한비디오장비, UGV 전용시험로 통신성능및구성품상태계측및저장, 환경상태계측, UGV 알고리즘처리과정정보계측, UGV 데이터로그파일계측, 알고리즘출력계측, 외부로부터 UGV 로의입력정보계측, 독립적인비상정비장치, 스트로브라이트, 실시간및근실시간분석사항표시, 데이터획득 / 계측시스템의소형화 데이터링크예측, 3차원모델 80) http://everyspec.com( 검색일 : 2017.2.16), TOP 2-2-540, Testing of Unmanned Ground Vehicle Systems 49
국방정책연구 구분 시험항목 시험장비 구성 체계, 부체계, 구성품단위에서시험, 운영자, 소프트웨어, 차량플랫폼, 운용자제어장치, Mobile Base Unit, 응용하드웨어 나요구시험조건 위험경감을위한효율적인계획, 군수개념에기반한계획, 계획포함사항 ( 목적, 목표, 기준, 방법, 획득데이터, 데이터분석방법 ), 세부항목데이터의기준은기존규격과군의요구시험계획사항, 시험절차및요구데이터선정, 시험프로그램감시수정경과에대한요구데이터, 모델링및시뮬레이션의사용방법에대한준비주파수할당시험지역에서지역주파수할당 지원문서 시험통제 안전성 안정성평가보고서, 예비위험평가, 소프트웨어요구규격, 성능요구조건문서 / 운용상의요구조건문서, 성능규격 / 체계규격 / 구매사양, 기밀분류지침, 개발계획에관한문서 해당 (1)TOP, MIL-STD 에따라각하위시험항목별로제시 구성품수준안정성, 시험과정안정성, 시스템소프트웨어에 대한분석, 안전을고려한시험순서 특성분야세부시험항목별적용절차성능분야세부시험항목별적용절차군수 / 보급분야세부시험항목별적용절차안전성 / 소프트웨어분야세부시험항목별적용절차 다시험절차 인간 - 기계인터페이스분야세부시험항목별적용절차 환경분야세부시험항목별적용절차생존성분야세부시험항목별적용절차무장분야세부시험항목별적용절차전자기간섭분야세부시험항목별적용절차 라요구자료 마자료제시 TOP 2-2-541, TOP 2-2-542 에세부사항명시 설명, 표, 사진, 엑스레이등 위에대한분석자료 50
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 (4) 환경시험표준서 (MIL-STD-810G) 군용장비를개발할때에여러가지환경요소를고려하여장비를설계하고시험하기위하여만들어진표준서이다. 이표준서에는고온, 저온, 강우, 연무, 습도, 소음, 진동, 충격등 24개환경요소에대한시험방법이표준화되어있다. 국방무인 로봇의경우도다른군용장비와같이환경시험표준서에제시된시험방법이적용된다. 다만본시험은국제공인시험기관인증을받은정부와민간시험기관에서수행하고군에서는이기관들이발행한시험성적서를참고한다. 참고로 MIL-STD-810은 1962년미공군이항공장비와지상장비에대한환경시험을수행하기위해제정되었고, 그후여러차례개정판이출간되었다가 2008년에는 MIL-STD-810G가출간되었다. (5) 전자파적합성시험표준서 (MIL-STD-461E) 군용장비를개발할때에개발된장비의전자파가인체와다른장비에위해성이없는지그리고다른장비로부터전자파를받을때에적정수준의내성을지니고있는지등을시험하기위해만들어진표준서이다. 국방무인 로봇의경우도다른군용장비와같이전자파적합성시험표준서에제시된시험방법이적용된다. 다만본시험은국제공인시험기관인증을받은정부와민간시험기관에서수행하고군에서는이기관들이발행한시험성적서를참고한다. 참고로 MIL-STD-461은 1965년미육군과해군이전자부품과전자장비에대한전자파적합성시험을수행하기위해제정되었고, 그후여러차례개정판이출간되었다가 2007년에는 MIL-STD-461E가출간되었다. 2) 관련조직가 ) 미육군시험평가사령부 (ATEC : Army Test & Evaluation Command) 81) 미육군의시험평가사령부는 2성장군이지휘하며, 소속인원은약 1만명이다. 소속인원들은현역, 군무원, 계약직전문인력 ( 용역관 ) 들로구성되어있고이중계약직전문인력은약 5,300명이다. 특이한것은계약직전문인력의약 81) http://www.atec.army.mil( 검색일 : 2016.10. 18) 51
국방정책연구 90% 가해당분야경험이풍부한예비역이며, 10% 는관련분야전공대학생들에게문호를개방하여성과에따라졸업후정식채용함으로서시험평가의전문성을보장하고있다. 이렇게과학과기술분야에전문지식과경험을보유한이들은 400종이넘는체계에대한시험평가와일일 1,100가지의각종시험을수행하고있다. 미육군시험평가사령부는미본토, 하와이, 알래스카를포함한미전역의 17개주 29개소에분포되어있고, 예하에는육군평가센터 (AEC : Army Evaluation Center), 운용시험사령부 (OTC : Operational Test Command), Aberdeen 시험센터 (ATC : Aberdeen Test Center), Dugway 시험장 (DPG : Dugway Proving Ground), 전자시험장 (EPG : Electronic Proving Ground), Redstone 시험센터 (RTC : Redstone Test Center), White Sands 미사일시험장 (WSMR : White Sands Missile Range), Yuma 시험센터 (YPG : Yuma Proving Ground) 가있다. < 그림 2-49> 미육군시험평가사령부편성 82) 82) 위그림에제시된영문약어의원문과해석은다음과같다. - BMD OTA : Ballistic Missile Defense Operational Test Agency( 탄도미사일방어운용시험기관 ) - EPG : Electronic Proving Ground( 전자시험장 ) - WDTC : West Desert Test Center( 서부사막시험센터 ) - IEWTD : Intelligence Electronic Warfare Test Directorate( 정보전자전시험처 ) - WSTC : White Sands Test Center(White Sands 시험센터 ) - CRTC : Cold Regions Test Center( 한대지역시험센터, 알래스카위치 ) - TRTC : Tropic Regions Test Center( 열대지역시험센터, 하와이에위치 ) - YTC : uma Test Center(Yuma 시험센터 ) 52
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 아래와같은미육군시험평가사령부의주요시험장들은타군과외국군도협 조하여사용하고, 특히로봇업체들은이곳에서시연과자체개발시험을한다. < 그림 2-50> 미육군시험평가사령부의주요시험장 83) Aberdeen 시험센터 Dugway 시험장 전자시험장 Redstone 시험센터 White Sands 미사일시험장 Yuma 시험센터 한대지역시험센터 열대지역시험센터 미육군시험평가사령부의기능을큰틀에서분석하면 ATC(Aberdeen 시험센터 ) 는개발시험을주관하는부서이며, OTC( 운용시험사령부 ) 는운용시험을주관하고, AEC( 육군평가센터 ) 는개발시험과운용시험을거친각종무기 장비 물자들이육군장병들의사용자요구를충족하는지, 육군변혁추진목표에기여할수있는지등을최종적으로평가한다. 그리고 DPG, EPG, RTC, WSMR, YPG, CRTC, TRTC는미본토와알래스카, 하와이등에산재된개발시험장들이다. 또한 ATC(Aberdeen 시험센터 ), OTC( 운용시험사령부 ), AEC( 육군평가센터 ) 의예하조직은주로육군의전장기능별각종무기 장비 물자들의개발시험, 운용시험그리고평가를할수있도록전장기능별로편성되어있다. ATC(Aberdeen 시험센터 ), OTC( 운용시험사령부 ), AEC( 육군평가센터 ) 의예하조직은다음과같다. 83) 각시험장들의세부현황 ( 시설규모, 기능, 시험현황등 ) 은미육군시험평가사령부웹사이트 (www.atec.army.mil) 에서 ATEC Magazineupdate 에수록된내용을참고바란다. 53
국방정책연구 < 표 2-7> ATC(Aberdeen 시험센터 ), OTC( 운용시험사령부 ), AEC( 육군평가센터 ) 예하조직 ATC(Aberdeen 시험센터 ) OTC( 운용시험사령부 ) AEC( 육군평가센터 ) - 자동화처 무인차량시험과 유인차량시험과 - 화력처 - 지휘참모처 - 생존성및치사처 - 시험기술처 - 전투원장비처 개인 / 일반장비시험과 UAV 시험과 - 안전처 - 기획및운용처 - 기동시험처 - 기동지원시험처 - 화력시험처 - 임무지휘시험처 - 항공시험처 - 공정 / 특수전시험처 - 정보 / 전자전시험처 - 통합시험처 - 탑승체계평가처 - 병사체계평가처 - 항공 / 화력평가처 - 탄도미사일방어평가처 - C4ISR평가처 - 생존성평가처 - 적합성 / 방법론평가처 이러한조직들중국방무인 로봇의개발시험은자동화처의무인차량시험과에서주관하되, 다른부처의관련요원을지원받아수행한다. 이를세부적으로소개하면무인차량시험과에서는기동성을주로시험하고, 지휘통신분야는지휘참모처, 시험대상로봇에화기가탑재되면화력처, 생존성과치사분야는생존성및치사처, 안전분야는안전처요원을지원받아 TF를편성하여수행한다. 국방무인 로봇의운용시험은단순기능로봇, 예를들어폭발물처리로봇일경우는기동지원시험처가시험대상로봇의운용시험계획과수행을주관하되, 기동지원분야를주로시험하고, 기동성분야는기동시험처, 지휘통신분야는임무지휘시험처, 정보분야는정보처요원을지원받아 TF를편성하여야전과전투현장에서수행한다. 만약여러기능을수행하는다목적로봇, 예를들어감시정찰 + 폭발물처리 + 화생방탐지 + 사격이가능한로봇의운용시험은통합시험처가시험대상로봇의운용시험계획과수행을주관하되, 기동분야는기동시험처, 기동지원분야 ( 폭발물처리 / 화생방탐지 ) 는기동지원시험처, 화력 ( 사격 ) 분야는화력시험처, 지휘통신분야는임무지휘시험처, 정보 ( 감시정찰 ) 분야는정보처요원을지원받아 TF를편성한다. 이어서장병들에게는시험용국방무인 로봇을지급하고야전실전환경 ( 도시지역, 산악지역, 사막지역, 야지, 4계절, 주간및야간등 ) 에서다양한전술상황 ( 공격, 방어, 수색, 매복등 ) 을부여하여수행한다. 한편국 54
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 방무인 로봇의개발시험과운용시험간에는육군평가센터의각부처에서관련 요원들이시험현장에파견되어해당부처의기능위주로평가를한다. 나 ) 국방무인 로봇시험평가관련조직미국은국방무인 로봇의성공적인개발및시험평가가가능하도록육군교육사령부전투실험조직과이에추가하여산 학 연에서국방무인 로봇을잘개발하도록예산지원조직, 기술지원조직그리고육군과해병대가공용으로사용하는지상로봇소요기획전담조직등이있다. < 표 2-8> 미국의국방무인 로봇 ( 지상로봇 ) 관련조직 구분임무편성주요활동비고 DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) 산 학 연보유 첨단민간기술 軍활용지원 - 예하 6 개 부서편성 - 軍활용가능첨단기술개발에매년 300억달러 - 1958년설립이상지원 DARPA-TTO (Tactical Technology Office) 로봇포함전술용 첨단민간기술 軍활용지원 - 중령 : 4 - 군무원 : 17 - 로봇경연대회개최 - 국내외산 학 연에로봇개발비지원 - 로봇경연대회최근 3차실시 ( 상금100만달러 ) NCDR (National Center for Defense Robotics) 산 학 연통합, 로봇개발지원 미공개 - 저가로봇, 로봇부품개발지원 - 2002년 : 150만 $ - 2012년 : 1,850만 $ RSJPO (Robotic Systems Joint Project Office) - 지상로봇소요기획 - UGS 로드맵을격년별로작성 (2009, 2011 년 ) - 실장 : 중령 - 약 40 여명 ( 육군, 해병대 ) - 연락관 : 9 - 산 학 연협조, 육군 / 해병대공통사용 UGS 성능개량, 전투실험, 획득, ILS - 향후 10 년로드맵 - 1989 년미의회의 합동로봇개발 요구로설립 ARL (Army Research Laboratory) 육군이필요로 하는기초기술 개발 / 지원 - 2 천여명 - 7 개본부 - 운반체 본부와 센서 본부에서로봇 / 기타기술개발 - 200 여개대학, 연구소 / 업체지원 3) 국방무인 로봇획득절차 지금까지소개한내용은정상적으로국방무인 로봇을획득시해당되는 사항이고, 2001 년 9 11 테러이후육군에서국방무인 로봇의긴급소요획득 (RAP : 55
국방정책연구 Rapid Acquisition Program) 을요구하자, 그동안육군교육사에서전투실험을실시한로봇들중에서성능이좋은로봇일부를해외파병부대에지급하고, 육군시험평가사령부에서는 2003년부터현장운용평가 (FOA : Forward Operational Assessment) 팀을편성하여전투현장인아프칸과이라크에파견, 이들은핵심항목위주로최단시간내에운용시험을수행하여국방무인 로봇의조기전력화에기여하였다. 가 ) 긴급소요의신속획득을위한규정 84) 2001년아프칸전과 2003년이라크전시작이후미국은본격적으로긴급소요의획득절차를발전시켜규정화하였다. 미합참은 2005년에긴급소요의신속획득을위한지침 (CJCSI 3170.01I) 을제정하였고, 각군역시아래표에서보는것과같이긴급소요를획득함에있어관련절차를규정화하여운영하였다. < 표 2-9> 미국의긴급소요신속획득규정및승인권자구분명칭근거승인 합참 JUON JEON DoDI 5000.02( 전군 ) CJCSI 3170.01I JUON : J-8/DDR JEON : JCBJROC 육군 Operational Needs Statement AR 71-9 참모총장 공군 UON AFI 63-114 참모총장 해군 UON SECNAV INST 5000.2E 참모총장 해병대 Urgent Universal Needs Statement MCO 3900.17 해병대사령관 하지만미국방부차원의통합적인정책이부재하여각군간유사및중복사 업이발생하였다. 또한전장에서필요로하는긴급소요의투입이각군및기관 별제도적장벽때문에지연된다는문제점이지적되었다. 이에미국방부는앞 84) 이상경. 한윤주, 미국의신속획득제도분석및시사점, 한국국방연구원, 제 1628 호 (16-31), 2016. 7. 18, p3. 56
국방무인 로봇시험평가적용방안연구 서서술한바와같이, 2013년 11월임시국방획득규정 (Interim DoDI 5000.02) 별지 13에국방부차원의긴급소요획득규정을처음으로만들어긴급소요의정의, 절차등을명시하였다. 즉미국은신속획득과일반획득을이원화 (dual acquisition process) 하는획득규정을마련한것이다. 나 ) 신속획득절차 85) 긴급소요획득규정상의구체적인추진절차를살펴보면, 먼저긴급소요는일반소요승인절차가아닌긴급소요승인절차를거쳐해당소요가긴급소요인지에대한평가를받는다. 이때합동긴급소요 (JUON) 의경우 15일, 합동우발소요 (JEON) 의경우 31일안에긴급소요여부가결정된다. 국방단위조직및각군에서제기한긴급소요 (DoD Component UON) 의경우육군은 14일, 공군은 5일, 해군은 60일안에긴급소요여부를검토하여결정한다. 긴급소요로결정되면그전력은아래그림과같이신속획득절차에따라획득하게된다. < 그림 2-51> 미국의긴급소요신속획득절차 긴급소요발생 COA 의사결정시점 검증및권고 의사결정시점 마일스톤 개발전단계 (days) 개발마일스톤 계발단계 ((months) 양산마일스톤 양산 / 배치단계 (months) 운용유지단계 (months-years) 이러한신속획득절차의가장큰특징은소요전력을최대한신속하게전력화하 기위하여각종문서작성및검토과정을간소화하였을뿐만아니라, 획득절차 전반을병행하여수행한다는점이다. 일반획득절차와같이긴급소요를순차적인 85) 이상경. 한윤주, 전게서, p4. 57
국방정책연구 절차에의해획득한다면, 아무리소요가빨리결정된다하더라도필요한기간내에전력화하기어렵기때문이다. 따라서사용군과각종심의기구가긴밀히협의하여반드시충족되어야할요구성능은무엇인지, 감수할수있는위험요소는무엇인지를결정하고, 이를고려한후업무단계를간소화하거나병행하여긴급소요의신속획득을추진하고있다. 이렇듯미국은긴급소요에대해서는소요결정과이후획득에대한별도의절차를정립하고, 이를간소화하거나병행추진할수있는근거를마련하여신속히실전에배치할수있는신속획득제도를구축하였다. 즉미국은긴급소요와신속획득의개념을명확하게정립하고, 일반소요와는별개의개념과획득절차를도입하여운영하고있다. 다 ) 신속획득조직 86) 미육군에서먼저긴급소요획득절차를정립한이후, 각군별로긴급소요획득을위한담당조직을운영해왔다. 하지만이라크및아프칸전수행시각군및기관별로조직이분산되어전장에서필요로하는긴급소요의투입이지연된다는지적이계속되었다. 이에따라미국방부부장관 (Deputy Secretary of Defense) 은 2012년 8월고위통합전투원의사결정단 (Warfighter SIG) 을설립하여전군의긴급소요획득을조정 지휘하고관련제도를정립하였다. 고위통합전투원의사결정단의위원장은국방부부장관과합참부의장이공동으로역임하며, 회의체는각군과국방부및그예하기관의장성급혹은고위공무원으로구성하였다. 또한육군에서는 2016년 8월에자체적으로신속능력처를신설하였다. 이런조직들은신속획득대상전력이먼저 2년이내에배치가가능한지, 중대한개발이필요하지않은지, 이미증명되어즉시적용가능한기술에기반하고있는지등을중점적으로검토한다. 긴급소요를조기에획득하기위하여획득단가가높아지거나성능이떨어지는현상은어느정도수용할수있지만, 일정이지연되는것은곤란하기때문이다. 86) 이상경. 한윤주, 전게서, p6. 58